SYSTEME DE CONTROLE MOTEUR A CORPS DE PAPILLON MOTORISE

Description

[0001] L'invention se rapporte à un système de contrôle moteur à corps de papillon motorisé, pour un moteur à combustion interne de véhicule automobile, équipé d'une installation d'alimentation en combustible par injection.

[0002] Dans les installations d'alimentation en combustible par injection les plus conventionnelles, équipant actuellement les moteurs à combustion interne à allumage commandé de véhicule automobile, au moins un organe d'obturation, appelé papillon, monté pivotant sur un axe dans un conduit d'un corps de papillon, est relié à la pédale d'accélérateur par une transmission mécanique à câble, permettant de commander la position angulaire du papillon dans le conduit, afin de faire varier le débit d'air d'admission au moteur, en fonction de la demande du conducteur. Simultanément, les moteurs à allumage commandé modernes sont équipés d'une unité électronique de commande et de contrôle, dite unité de contrôle moteur, qui comprend un calculateur, et qui a pour fonction de commander et contrôler le fonctionnement du circuit d'allumage et du circuit d'injection de combustible du moteur. Cette unité de contrôle moteur est reliée à plusieurs capteurs de paramètres de fonctionnement du moteur, dont elle reçoit des signaux représentatifs notamment du régime moteur, de la position de l'arbre du moteur, de la pression d'air dans le collecteur d'admission, ainsi éventuellement que de la température de l'air, et de la température de l'eau du circuit de refroidissement, sans que cette énumération soit limitative. A partir des signaux reçus des capteurs auxquels cette unité de contrôle moteur est reliée, ainsi, éventuellement, qu'à partir de données enregistrées dans des mémoires de cette unité, cette dernière élabore des ordres de commande des circuits d'allumage et d'injection, qu'elle transmet à des actionneurs de ces circuits, tels que les bobinages d'injecteurs, une pompe de carburant, et des bobines d'allumage, pour les activer. Afin que le fonctionnement des circuits d'allumage et d'injection soit commandé convenablement, dans certaines configurations d'exploitation du moteur, notamment lors des démarrages à froid et du fonctionnement au ralenti, ainsi que de manière cohérente avec la commande du circuit d'alimentation en air, telle qu'elle résulte de la demande du conducteur, la position angulaire du papillon est détectée par un capteur transmettant un signal correspondant à l'unité de contrôle moteur, qui prend ce signal en compte non seulement pour élaborer les signaux de commande qu'elle transmet aux actionneurs des circuits d'allumage et d'injection, mais également pour élaborer un signal de commande qu'elle transmet à un actionneur, tel qu'un moteur électrique pas à pas de manoeuvre d'une vanne, montée dans un circuit d'admission d'air en dérivation sur le papillon, pour les phases de démarrage et de fonctionnement au ralenti du moteur.

[0003] Par ailleurs, il est également connu d'équiper les véhicules automobiles d'installations de sécurité ou de confort de conduite, par exemple d'un système anti-patinage, d'un système anti-blocage des roues, ou encore d'un système de régulation de la vitesse du véhicule sur une vitesse choisie par le conducteur. Chacun de ces systèmes comprend également une unité électronique de commande et de contrôle, qui reçoit des informations de capteurs appropriés, témoignant de l'état de fonctionnement du véhicule et de certains de ses composants, et qui prépare, à partir de ces informations, des ordres de commande transmis à des actionneurs appropriés. Pour chacun des systèmes particuliers mentionnés ci-dessus, l'un des actionneurs appropriés est un actionneur, par exemple un moteur électrique, qui commande la position angulaire du papillon, en parallèle à la commande mécanique par câble reliant ce papillon à la pédale d'accélérateur, l'actionneur du système d'anti-patinage, ou du système d'anti-blocage ayant, pour des raisons évidentes de sécurité, priorité sur la commande exercée par le conducteur par l'action sur la pédale d'accélérateur.

[0004] Cependant, en dehors des périodes d'intervention des systèmes de sécurité (anti-patinage, anti-blocage), la commande de l'air admis reste sous le contrôle direct du conducteur, par son action sur la pédale d'accélérateur. Cela conduit, notamment, à un couple moteur plus ou moins contrôlé au niveau des roues motrices, ainsi qu'à un comportement variable du véhicule lors des transitoires. Pour remédier à cet inconvénient, il a été proposé de substituer à la loi de transfert mécanique entre la position de la pédale d'accélérateur et la position du papillon, une loi de transfert programmable, intégrant une fonction de correction dynamique du papillon ainsi qu'une fonction contrôle de progressivité dans son déplacement angulaire, et enfin une régulation du régime de ralenti. Il a, en conséquence, été proposé d'installer, entre la pédale d'accélérateur et le papillon, une unité de commande et contrôle supplémentaire, comportant un calculateur, ainsi qu'un actionneur supplémentaire, tel qu'un moteur électrique, l'unité de commande supplémentaire recevant un signal d'un capteur de la position angulaire de la pédale d'accélérateur et élaborant, en tenant compte de ce signal, un signal de commande de l'actionneur, qui manoeuvre le papillon.

[0005] Afin de simplifier une telle installation, qui comprend, pour la manoeuvre du papillon, au moins deux actionneurs différents, dont l'un, directement commandé par l'unité de contrôle moteur, intervient aux démarrages à froid et pour la régulation du régime de ralenti, et dont l'autre est un actionneur commandé à partir de l'unité de contrôle sensible à la position de la pédale d'accélérateur, et faisant intervenir les fonctions de correction dynamique et de progressivité, auxquels peuvent éventuellement s'ajouter un troisième, voire un quatrième actionneur, appartenant respectivement au système de régulation de vitesse et au système d'anti-patinage, il a été récemment proposé de commander la position du papillon à l'aide d'un unique actionneur, lui-même commandé par une unité électronique propre de commande et de contrôle, appelée unité de contrôle du papillon, élaborant la loi de transfert entre la position de la pédale d'accélérateur et celle du papillon, non seulement à partir d'un signal de recopie de la position angulaire de la pédale d'accélérateur, reçu d'un capteur correspondant, mais également d'un signal reçu de l'unité de contrôle moteur, à laquelle l'unité de contrôle du papillon est reliée par une ligne de communication, ainsi que de signaux reçus de contacteurs appropriés, par exemple du système de régulation de la vitesse du véhicule, afin de placer le papillon dans une position permettant de maintenir la vitesse choisie, et éventuellement du système d'anti-patinage, afin de refermer le papillon en cas de nécessité.

[0006] En outre, dans une telle installation, l'actionneur unique du papillon et le capteur de la position angulaire du papillon ont été chacun déjà intégrés au corps de papillon.

[0007] Dans ce cas, l'unité de contrôle du papillon est directement reliée, d'une part, à l'actionneur du papillon, qu'elle commande par l'intermédiaire d'un circuit électronique de puissance, et, d'autre part, au capteur de la position angulaire du papillon, en provenance duquel un signal de position angulaire du papillon est reçu par un circuit d'asservissement en position du papillon, prévu dans l'unité de contrôle du papillon pour comparer ledit signal de position angulaire du papillon à au moins un signal de consigne de position, et pour élaborer, à partir d'un signal d'erreur résultant de cette comparaison, un ordre de commande de position du papillon, qui est transmis au circuit de puissance.

[0008] Une telle installation a pour inconvénient que la commande du papillon est uniquement assurée par l'unité de commande du papillon, de sorte que toute défaillance de cette unité, ou également de la ligne de communication par laquelle elle reçoit les informations de l'unité de contrôle moteur, est un facteur d'insécurité. Cette insécurité au niveau de la fermeture du papillon, pour diminuer la puissance du moteur, se retrouve également au niveau du contrôle de la demande du conducteur, qui n'est assuré que par le capteur de la position de la pédale d'accélérateur directement relié à l'unité de contrôle du papillon. De même, le contrôle de la position du papillon n'est assuré que par le capteur correspondant, directement relié à l'unité de contrôle du papillon.

[0009] Par EP-A-0 222 081, on connaît un système de contrôle moteur à corps de papillon motorisé, pour moteur à combustion interne à allumage commandé équipé d'une installation d'alimentation en combustible par injection, selon la première partie de la revendication 1.

[0010] Mais ce système connu n'assure pas la commande de l'allumage du moteur, et tous les capteurs sont reliés à une unique unité électronique de calcul et de contrôle, assurant le contrôle du papillon.

[0011] Par ailleurs, on connait par US-A-4,894,781 un système de commande des communications entre des dispositifs électroniques et l'application d'un tel système à la commande d'un moteur à injection ainsi que de nombreux autres équipements d'un véhicule automobile. Le principe de commande est que plusieurs unités électroniques de commande sont reliées par une ligne commune d'échanges d'informations. Au moins un capteur est relié en parallèle à au moins deux unités de commande, dont chacune comporte des circuits de diagnostic surveillant des circuits d'entrée exclusive et une ligne de communication reliant l'entrée exclusive au capteur. En cas de défaillance de l'entrée exclusive ou de la ligne de liaison au capteur, les circuits de diagnostic commandent une entrée auxiliaire recevant le signal du capteur par une autre unité de commande, grâce à la ligne commune de communication, pour commander un actionneur.

[0012] Dans son application à un véhicule automobile, le système comprend six unités de commande électroniques, dont une pour le contrôle moteur, commandant l'injection et l'allumage à partir de nombreux signaux de paramètres de fonctionnement du moteur, tels que la température d'air et le débit d'air d'admission, la vitesse et la position du moteur, la température du moteur, ainsi que la position du papillon, dont un actionneur de manoeuvre est commandé par une autre unité de commande, pour la commande d'une boîte de vitesses automatique. Cette autre unité de commande reçoit des signaux provenant de différents capteurs, dont le capteur de position de la pédale d'accélérateur. Les unités de commande peuvent s'échanger les signaux de capteurs avec lesquels chacune d'elles est seule en communication, et le système ne comporte pas de corps de papillon motorisé, sur lequel le capteur de position angulaire du papillon et l'actionneur de papillon sont intégrés au corps de papillon, ni d'unité électronique de contrôle du papillon, qui est implantée directement sur le corps de papillon de façon à constituer un unique ensemble avec lui.

[0013] Par la présente invention, on se propose de remédier aux inconvénients des systèmes de contrôle moteur à corps de papillon motorisé des types présentés ci-dessus, et l'invention a pour but de proposer un tel système de contrôle présentant une sécurité améliorée, au double point de vue de l'architecture adoptée et des composants utilisés pour la réaliser, et convenant mieux aux diverses exigences de la pratique que les systèmes connus de l'état de la technique.

[0014] Plus précisément, à ce sujet, un but particulier de l'invention est de proposer un tel système dans lequel des redondances sont assurées non seulement pour contrôler la position du papillon, la demande du conducteur, le bon fonctionnement de l'une et/ou l'autre de deux unités de contrôle utilisées, mais également pour diminuer en cas de nécessité la puissance du moteur, même lorsqu'une ligne de communication entre les deux unités de contrôle est coupée.

[0015] Un autre but de l'invention est de proposer un système de contrôle moteur à corps de papillon motorisé permettant de regrouper dans une unité de contrôle moteur, distincte d'une unité de contrôle du papillon, toutes les fonctions de gestion des circuits d'air, de combustible et d'allumage du moteur.

[0016] Un autre but encore de l'invention est de proposer un tel système de contrôle moteur à corps de papillon motorisé, d'une structure telle que son coût puisse être suffisamment limité pour autoriser une application sur des véhicules automobiles à partir de la gamme moyenne, et non seulement de haut de gamme.

[0017] Un autre but enfin de l'invention est de proposer un tel système de contrôle moteur, dans lequel on peut avantageusement utiliser toutes les broches disponibles sur des connecteurs dont sont équipées les unités de contrôle moteur actuellement utilisées, par rapport auxquelles les unités de contrôle moteur selon l'invention ne sont que relativement peu modifiées, restent compatibles aux plans de l'encombrement et du raccordement avec l'environnement du système, et géométriquement interchangeables, de sorte que l'implantation des unités de contrôle moteur d'un système selon l'invention sur des moteurs actuellement équipés ne pose pas de problème.

[0018] A cet effet, l'invention a pour objet, un système de contrôle moteur à corps de papillon motorisé, du type connu par EP-A-0 222 081 et tel que présenté ci-dessus, et qui se caractérise en ce que ledit système comprend de plus :

• une seconde unité électronique de calcul et de contrôle, pour le contrôle du moteur, reliée auxdits capteurs de paramètres de fonctionnement du moteur, dont elle reçoit également des informations relatives à la vitesse de rotation du moteur et la position de l'arbre du moteur et élaborant lesdits ordres de commande d'injection ainsi que des ordres de commande d'allumage, qu'elle transmet auxdits actionneurs du circuit d'injection de combustible ainsi qu'à des actionneurs du circuit d'allumage du moteur, dont elle contrôle le fonctionnement, ledit signal de consigne de position du papillon étant élaboré dans l'unité de contrôle du moteur, à partir d'au moins ledit signal de position de la pédale d'accélérateur délivré par ledit capteur correspondant auquel l'unité de contrôle moteur est directement reliée, ledit signal de consigne ainsi que d'autres informations étant transmis à l'unité de contrôle du papillon, à laquelle l'unité de contrôle du moteur est reliée par une ligne de communication, tandis que le signal de la position angulaire du papillon est transmis de l'unité de contrôle du papillon à l'unité de contrôle moteur par ladite ligne de communication.

[0019] Ainsi l'unité de contrôle moteur assure, en configuration normale de fonctionnement, le contrôle simultané des trois circuits d'air, de combustible et d'allumage du moteur.

[0020] Dans un mode de réalisation avantageux, l'actionneur du corps de papillon motorisé est monté directement sur l'axe du papillon, de sorte que cet axe soit commun au papillon et à l'actionneur, ce qui limite le nombre de pièces utilisées, et cet actionneur est un actionneur électrique à commande bipolaire, sans couple de maintien lorsqu'il n'est pas alimenté, ce qui permet de le commander dans le sens de la fermeture comme de l'ouverture par un ordre électrique élaboré dans l'unité de contrôle du papillon. De plus, le corps de papillon motorisé comprend au moins un ressort de rappel, déplaçant le papillon dans le sens de la fermeture, lorsque l'actionneur n'est plus alimenté, ledit ressort de rappel refermant de préférence le papillon sur une position de faible ouverture, correspondant à un fonctionnement au ralenti accéléré du moteur, autorisant le déplacement du véhicule à vitesse lente. En cas de défaillance de la ligne de communication, ou de l'unité de contrôle du papillon, conduisant à une désactivation de l'actionneur, le ressort de rappel ramène le papillon dans une position qui permet encore le déplacement du véhicule, mais à vitesse lente, jusqu'à un garage ou atelier de réparation.

[0021] Afin d'améliorer cette faculté, et alors que le moteur du véhicule est en fonctionnement, une absence d'activation de l'actionneur, correspondant à un ordre de l'unité de contrôle moteur ou de l'unité de contrôle du papillon, ou toutes autres causes, comme une rupture de la ligne de communication, et ayant pour conséquence un retour du papillon sur la position de ralenti accéléré, définie par le ressort de rappel, ou sur une position voisine, entraîne dans l'unité de contrôle moteur une correction de l'instant d'allumage et/ou de la durée d'injection, afin de limiter le régime du moteur.

[0022] Afin d'améliorer la sécurité, l'unité de contrôle du papillon est directement reliée à au moins un capteur de freinage, de sorte que si la pédale de frein est actionnée, l'unité de contrôle du papillon coupe, éventuellement après temporisation, l'alimentation de l'actionneur, le signal du capteur de freinage étant transmis de l'unité de contrôle du papillon à l'unité de contrôle du moteur par la ligne de communication.

[0023] Dans le même but d'améliorer la sécurité, en particulier en cas de défaillance du capteur de position de la pédale d'accélérateur, l'unité de contrôle du papillon est directement reliée à au moins un capteur d'actionnement de la pédale d'accélérateur, qui est un contacteur d'actionnement de cette pédale ou un second capteur de position de cette pédale, afin de découpler les signaux provenant de la pédale d'accélérateur vers l'unité de contrôle moteur et vers l'unité de contrôle du papillon, le signal du capteur d'actionnement de la pédale d'accélérateur étant transmis de l'unité de contrôle du papillon vers l'unité de contrôle moteur par la ligne de communication.

[0024] Toujours pour améliorer la sécurité, l'unité de contrôle du moteur élabore, à partir des informations qu'elle reçoit principalement des capteurs de pression et/ou de débit d'air dans le collecteur d'admission et de vitesse du moteur, un signal de la position angulaire reconstituée du papillon, qu'au moins une procédure de contrôle de cohérence, mise en oeuvre dans l'unité de contrôle du moteur, compare au signal de consigne et/ou au signal du capteur de position angulaire du papillon reçu de l'unité de contrôle du papillon par la ligne de communication, le signal de position reconstituée étant transmis à l'unité de contrôle du papillon par la ligne de communication. Ainsi, en cas de défaillance du capteur de position du papillon, l'unité de contrôle du papillon peut utiliser le signal de position reconstituée du papillon, envoyé par l'unité de contrôle moteur, et associé à des paramètres d'asservissement adaptés pour positionner sensiblement le papillon par rapport à la consigne délivrée par l'unité de contrôle moteur.

[0025] En outre, afin de prendre en compte certains états particuliers du véhicule et/ou la valeur de certaines grandeurs physiques liées au fonctionnement du moteur, pour commander le circuit d'air sans prendre seulement en compte la demande du conducteur exprimée sur la pédale d'accélérateur, l'unité de contrôle du moteur peut substituer, au moins partiellement, à la consigne élaborée à partir du signal reçu d'un capteur de position de la pédale d'accélérateur, une consigne correspondant à une loi programmée, élaborée en tenant compte d'au moins un autre signal, tel que le régime moteur, pour la régulation du régime de ralenti, et provenant éventuellement d'au moins un capteur supplémentaire d'un paramètre de fonctionnement du moteur, tel que la température de l'eau de refroidissement du moteur, et/ou d'au moins une autre unité de calcul et de contrôle du véhicule, tel qu'une unité d'anti-patinage, d'anti-blocage des roues, de commande d'une boîte de vitesse automatique, d'un régulateur ou limiteur de vitesse du véhicule, de contrôle d'attitude du véhicule, ou encore d'au moins un signal élaboré par l'unité de contrôle moteur à partir de paramètres de fonctionnement des circuits d'injection et d'allumage, tels que la quantité de combustible injecté, le volume d'air admis dans le moteur, ou encore la progressivité du mouvement de la pédale d'accélérateur et/ou le variation de couple moteur en régime transitoire.

[0026] En particulier, le véhicule automobile peut être équipé d'un système de régulation de vitesse. Dans ce cas, il est avantageux que les signaux de commande de régulation de vitesse, tels que des signaux de marche/arrêt de la régulation, de choix de la consigne de vitesse, de frein, et/ou d'embrayage, provenant du conducteur ou d'une autre source, et pris en compte par l'unité de contrôle du moteur, lui sont transmis par la ligne de communication depuis l'unité de contrôle du papillon, qui les reçoit par au moins un contacteur d'embrayage, de frein, de marche/arrêt, et/ou de choix de la consigne de vitesse. Ainsi, l'unité de contrôle du papillon est utilisée comme interface, par laquelle transitent des informations destinées à l'unité de contrôle moteur, sans qu'il soit nécessaire de reconfigurer le connecteur de cette dernière pour recevoir ces informations, puisque des bornes à cet effet peuvent être rendues disponibles sur l'unité de contrôle du papillon, en raison du faible nombre de bornes de connexion par ailleurs nécessaires au raccordement de cette unité de contrôle du papillon aux autres composants du système.

[0027] Concernant la ligne de communication, il peut s'agir d'une ligne de liaison parallèle, de liaison série, uni ou bidirectionnelle simple ou doublée, ou une ligne bidirectionnelle à un ou deux fils dans lequel ou lesquels les informations circulent dans les deux sens suivant un séquencement et un protocole définis, tel qu'un protocole dit "VAN"ou "CAN". Mais, de préférence, cette ligne est une ligne série bidirectionnelle, comprenant au moins deux conducteurs électriques et/ou optiques, dont chacun assure une communication unidirectionnelle entre les unités de contrôle du moteur et du contrôle du papillon, la ligne série pouvant comprendre au moins un conducteur supplémentaire, transmettant des signaux d'horloge entre les deux unités de contrôle. Pour le branchement de cette ligne sur l'unité de contrôle moteur, on peut alors avantageusement utiliser les bornes prévues sur le connecteur d'une unité de contrôle moteur de l'état de la technique pour commander l'actionneur de régulation du débit d'air de fonctionnement au ralenti.

[0028] Afin d'améliorer encore la sécurité du fonctionnement du système, chacune des deux unités de contrôle met en oeuvre des procédures d'auto-diagnostic et de diagnostic interactif réalisant, dans chaque unité, le diagnostic des entrées/sorties de l'unité, de ses calculs et des informations qu'elle reçoit de l'autre unité par la ligne de communication, dont le bon fonctionnement est contrôlé par des tests effectués dans chacune des unités de contrôle par des circuits de gestion de ladite ligne et un protocole de communication. A cet effet, chacune des deux unités de contrôle reçoit directement suffisamment de signaux pour assurer le diagnostic, même si la ligne de communication et/ou l'autre unité de commande est défaillante. Une telle configuration est avantageuse car elle permet, dans certains cas de défaut diagnostiqué, de limiter l'ouverture du papillon par l'unité de contrôle moteur ou par l'unité de contrôle du papillon, réalisée de préférence de sorte qu'elle comprend au moins un microcontrôleur, assurant au moins l'asservissement de position du papillon, et la commande de puissance de l'actionneur, ce microcontrôleur étant intégré dans le corps de papillon.

[0029] De préférence, d'ailleurs, chacune des deux unités de contrôle comprend un microcontrôleur. Il est alors avantageux d'obtenir que, dans le cas de l'apparition d'un défaut, l'unité de contrôle du papillon commande directement la fermeture du papillon par une commande électrique ou une désactivation de l'actionneur, et/ou, dans le cas où la ligne de liaison est encore opérationnelle, demande à l'unité de contrôle moteur la modulation et/ou la coupure de l'injection et/ou l'allumage. Symétriquement, dans le cas de l'apparition d'un défaut, l'unité de contrôle moteur peut commander directement la modulation et/ou la coupure de l'injection et/ou l'allumage, et/ou demander, si la ligne est encore opérationnelle, à l'unité de contrôle du papillon, de refermer le papillon par commande électrique ou désactivation de l'actionneur.

[0030] Pour reconstituer la position angulaire du papillon, en variante à la réalisation présentée ci-dessus, un dispositif de mesure du débit d'air peut être également utilisé à la place ou en plus du capteur de pression, et avantageusement incorporé au corps de papillon motorisé, et un signal correspondant peut être transmis par la ligne de communication, de l'unité de contrôle du papillon à l'unité de contrôle moteur, qui le prend en compte avec le signal de vitesse du moteur qu'elle reçoit pour l'élaboration d'un signal de position reconstituée du papillon.

[0031] Lorsque l'installation d'injection est du type dit "monopoint", comprenant un injecteur, ou éventuellement deux injecteurs côte à côte, en amont du papillon pour injecter le combustible dans la tubulure d'admission, il est également possible d'incorporer au corps de papillon motorisé un circuit d'alimentation en combustible, comprenant le ou les injecteurs et un régulateur de pression, la commande de chaque injecteur étant alors transmise, par exemple, sous la forme de signaux numériques, de l'unité de contrôle moteur à l'unité de contrôle du papillon par la ligne de communication.

[0032] D'autres avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-dessous, d'un exemple de réalisation en référence à la figure unique des dessins, qui représente un schéma-bloc du système.

[0033] Le système de contôle moteur à corps de papillon motorisé, schématiquement représenté sur la figure unique, comprend un bloc 1 comportant un ensemble électro-mécanique constitué d'un corps de papillon motorisé 2, et une unité électronique de calcul et de contrôle appelée unité de contrôle du papillon 3.

[0034] Le corps de papillon motorisé 2 comprend un corps de papillon 4 proprement dit, par exemple en alliage d'aluminium, traversé par un conduit dans lequel un papillon 5 est monté pivotant sur un axe 6, ainsi qu'un actionneur 7 pour commander la rotation du papillon 5, et qu'un capteur 8 de la position angulaire du papillon 5, l'actionneur 7 et le capteur 8 étant directement incorporés dans le corps de papillon 4.

[0035] L'actionneur 7 est un actionneur électrique rotatif, monté directement sur l'axe 6 du papillon 5, de sorte que ce seul axe 6, supporté par deux roulements à billes pour assurer une bonne précision et un frottement réduit, soit prévu pour l'actionneur 7 et le papillon 5 de façon à limiter le nombre de pièces mécaniques.

[0036] Bien qu'un moteur pas à pas puisse être utilisé, l'actionneur 7 est de préférence un moteur couple, à stator à bobinage torique et à rotor à aimant permanent, sans balai, à entrefer rotor/stator relativement important (jusqu'à 0,8 mm) qui facilite le montage et limite les risques de blocage mécanique du rotor dans le stator, et sans couple résiduel de maintien lorsqu'il n'est pas alimenté. Il est alimenté en courant continu avec une faible consommation électrique en stabilisé, et peut fonctionner à basse tension (environ 5,5 V) pour le positionnement du papillon 5 lors des démarrages. Ce moteur couple est à commande bipolaire, de sorte qu'il peut être commandé par un signal électrique dans le sens de l'ouverture comme de la fermeture du papillon 5, et autorise une excursion angulaire de 90° du papillon 5, sur laquelle le moteur couple présente un couple sensiblement constant, cette excursion angulaire pouvant être parcourue en un temps court, par exemple de l'ordre de 100 ms dans l'un ou l'autre sens, ce qui est cohérent avec les temps de réponse du moteur et de la chaîne cinématique du véhicule. Le choix d'un tel moteur couple plutôt qu'un moteur pas à pas permet d'obtenir une meilleure résolution angulaire (supérieure à 0,1°) pour la position du papillon 5, en même temps que la sécurité d'une absence de couple résiduel lorsque le moteur n'est pas excité, ainsi qu'une plus grande facilité d'assemblage et une grande simplicité et robustesse mécanique, d'où une grande fiabilité pour un coût limité.

[0037] Dans le corps de papillon motorisé 2, un ressort de rappel (non représenté) sollicite le papillon 5 vers sa position de fermeture, et, lorsque l'actionneur 7 n'est pas alimenté, il rappelle le papillon 5 sur une position de repos qui est une position de faible ouverture, permettant un fonctionnement du moteur en ralenti accéléré, afin que le véhicule puisse continuer à se déplacer, mais à vitesse lente. Cette position de repos du ressort de rappel, qui n'est pas une position de fermeture totale du papillon, peut être obtenue par une structure et une disposition d'un unique ressort de rappel qui lui donne une caractéristique négative puis positive. En variante, on peut utiliser deux ressorts qui définissent un point d'équilibre correspondant à cette position de repos à faible ouverture du papillon 5.

[0038] Le capteur 8 de la position angulaire du papillon 5 peut être un capteur à effet Hall, mais de préférence on choisit un potentiomètre de recopie de la position angulaire du papillon, ce potentiomètre pouvant être intégré dans l'actionneur 7.

[0039] On obtient ainsi un corps de papillon motorisé 2 sans vanne d'air additionnel, d'un encombrement et d'un poids réduits, interchangeable avec les corps de papillon classiques. A noter que le corps de papillon motorisé 2 dispose de deux sources d'énergie capables de refermer le papillon 5, dans toutes les conditions de fonctionnement du moteur, à savoir l'actionneur électrique 7 (le moteur couple à commande bipolaire) et le ressort de rappel.

[0040] L'unité électronique 3 de contrôle du papillon est directement implantée sur le corps 4 de papillon. Elle comprend un circuit de puissance 9 de commande de l'actionneur 7, auquel ce circuit 9 est directement relié, un microcontrôleur 10, avec convertisseur analogique-numérique de préférence intégré, qui est directement relié au capteur 8 de recopie de la position angulaire du papillon 5, ce microcontrôleur 10 assurant notamment l'asservissement en position du papillon 5 en comparant un signal reçu du capteur 8 à un signal de consigne de position du papillon (élaboré et transmis à l'unité 3 de contrôle du papillon dans des conditions précisées ci-après) et en élaborant, à partir d'un signal d'erreur résultant de la comparaison, un ordre de commande de position angulaire du papillon, qui est transmis au circuit de puissance 9 via éventuellement un étage intermédiaire 11, lequel est un étage d'interface entre l'étage de puissance 9 et le microcontrôleur 10, et assure la mise en forme des signaux de commande.

[0041] Dans l'étage de puissance 9, la puissance est délivrée par un pont en H commandé par un signal pulsatoire à modulation en largeur d'impulsion, de façon telle que, lorsque la sortie du microcontrôleur 10 reste bloquée, le pont en H est désactivé. Les déplacements du papillon 5 sont commandés et contrôlés par une boucle d'asservissement fermée de type proportionnel, intégral et dérivé, fournissant une résolution suffisante, supérieure à 0,1°, pour assurer la régulation du régime de ralenti. L'unité 3 de contrôle du papillon comprend également un bloc d'alimentation électrique 12, relié par des fils conducteurs 13 et 14 à une batterie (non représentée) et alimentant, d'une part, l'étage de puissance 9, et, d'autre part, sous des tensions différentes, le microcontrôleur 10, l'étage de mise en forme 11, et le potentiomètre 8 de recopie de la position angulaire du papillon. Le signal de ce potentiomètre 8 est lu seulement par le microcontrôleur 10 implanté sur le corps de papillon motorisé 2, ce qui évite les interférences. L'unité 3 de contrôle du papillon remplit également d'autres fonctions, qui sont mentionnées ci-après.

[0042] Le système comprend également une unité électronique de calcul et de contrôle 15, appelée unité de contrôle moteur, également réalisée sous la forme d'un microcontrôleur et à convertisseur analogique numérique intégré. Sur le plan de son architecture interne, cette unité de contrôle moteur 15 ne présente que des modifications limitées par rapport à celle des calculateurs de contrôle moteur standards, et, en particulier, elle est équipée d'un connecteur identique à celui d'un calculateur standard de contrôle moteur et présente la même forme géométrique et le même encombrement. L'unité 15 de contrôle moteur est reliée, en 16, à des capteurs de paramètres de fonctionnement du moteur, lesquels capteurs sont schématiquement représentés en 17, et détectent, en 18, des signaux de régime moteur et de position de l'arbre du moteur, en 19 des signaux de pression d'air dans le collecteur d'admission, et en 20 des signaux de la température de l'eau de refroidissement du moteur. A partir de ces signaux, l'unité 15 élabore des ordres de commande d'injection et d'allumage, qu'elle transmet en 21 à des actionneurs, schématiquement représentés en 22, des circuits d'injection de combustible et d'allumage du moteur, dont elle commande et contrôle le fonctionnement. En particulier, l'unité 15 détermine les instants et durées d'injection, ce qui, en tenant compte d'une pression d'alimentation en combustible, permet également de déterminer les quantités de combustible injectées, et elle transmet les ordres de commande correspondants au bobinage des injecteurs, en 23, et à la pompe de combustible, en 24. Simultanément, l'unité 15 définit les instants et l'énergie d'allumage et transmet des signaux de commande correspondants aux bobines d'allumage en 25.

[0043] L'unité de contrôle moteur 15 reçoit également en 26 un signal de position angulaire de la pédale d'accélérateur 27, qu'elle reçoit d'au moins un capteur de position angulaire 28, qui est par exemple un potentiomètre de recopie de la position angulaire de la pédale 27. Ce capteur 28 peut être intégré à la pédale d'accélérateur 27, ou séparé de cette pédale 27 et relié à celle-ci par un câble. Dans les deux cas, le capteur 28 possède deux ressorts de rappel.

[0044] La pédale d'accélérateur 27, qui peut en option présenter un point dur pour la fonction dite "kick down", est également associée à un capteur 29 d'actionnement de cette pédale qui est, par exemple, un multicontacteur dit de "pied levé" sensible à l'actionnement de la pédale 27, mais qui peut être un second capteur de position angulaire de cette pédale 27, par exemple un second potentiomètre, et ce capteur 29 est directement relié par le conducteur 30 à l'unité de contrôle du papillon 3, de façon à découpler les signaux provenant de la pédale d'accélérateur 27 vers, d'une part, l'unité de contrôle moteur 15, et, d'autre part, l'unité de contrôle du papillon 3. Cette dernière est également directement reliée à un capteur de freinage qui, dans cet exemple, est un contacteur 32 d'actionnement de la pédale de frein 31, et relié à l'unité de contrôle du papillon 3 par le fil conducteur 33.

[0045] Parallèlement au conducteur 33, l'unité de commande du papillon 3 est reliée par au moins un fil conducteur,et par exemple par quatre fils conducteurs 34 à 37 au bloc de commande 38 de la fonction de régulation de vitesse du véhicule, le conducteur 34 étant par exemple connecté à un contacteur de marche/arrêt de ce système, le conducteur 35 à un contacteur d'embrayage ou de boîte de vitesse automatique, et les conducteurs 36 et 37 respectivement à des contacteurs de mémorisation de la vitesse choisie et de reprise de cette mémorisation, pour le choix de la consigne de vitesse du véhicule. De plus, par le fil conducteur 39, l'unité de contrôle du papillon 3 est reliée à un voyant indicateur du fonctionnement du système de régulation de vitesse.

[0046] Les deux unités de contrôle 3 et 15 sont reliées l'une à l'autre par une ligne 40 de communication par laquelle elles échangent des informations, et qui peut être de différents types. Avantageusement cependant, on utilise une ligne série bidirectionnelle comprenant au moins deux fils conducteurs 41 et 42, dont le premier transmet des informations de l'unité de contrôle moteur 15 à l'unité de contrôle du papillon 3, et dont le second assure la transmission d'informations en sens opposé. Ces conducteurs 41 et 42, dont chacun assure une communication unidirectionnelle entre les unités de contrôle 3 et 15, sont des fils conducteurs électriques, mais peuvent être des conducteurs à fibres optiques si chacune des deux unités de contrôle 3 et 15 est équipée d'un convertisseur opto-électronique approprié. Cette ligne 40 comprend avantageusement au moins un conducteur 43 supplémentaire, qui transmet des signaux d'horloge entre les deux unités de contrôle 3 et 15. En variante, pour une raison de sécurité, la ligne série bidirectionnelle 40, limitée aux deux conducteurs 41 et 42, peut être doublée, ce qui permet d'utiliser, pour la connexion de la ligne 40 à l'unité de contrôle moteur 15, des bornes disponibles sur le connecteur dont sont équipées des unités de contrôle moteur classiques, pour leur raccordement à l'actionneur de la vanne de commande d'air additionnel des corps de papillon de l'état de la technique. Cette faculté renforce l'intérêt d'utiliser comme unité de contrôle moteur 15 de l'invention, une unité de contrôle aussi peu modifiée que possible par rapport à celle de l'état de la technique, dont on utilise ainsi les bornes disponibles sur le connecteur dont elles sont équipées, sans qu'il soit nécessaire de monter de connecteurs supplémentaires.

[0047] Chacune des deux unités de commande 3 et 15 comprend un étage de gestion des échanges d'informations avec l'extérieur de l'unité considérée, selon une procédure s'assurant de la cohérence des signaux reçus et émis, et gère la ligne de communication série 40, dont le bon fonctionnement est contrôlé par des tests effectués dans chacune des unités 3 et 15 et le protocole de communication. Chacune des unités de contrôle 3 et 15 intègre ainsi avantageusement les fonctions de gestion et de traitement, d'entrée/sortie, dont les fonctions d'interface série, et comporte les mémoires appropriées.

[0048] Par la ligne série 40, les deux unités de contrôle 3 et 15 s'échangent des informations : l'unité de contrôle du papillon 3 transmet à l'unité de contrôle moteur 15 notamment les signaux de position angulaire du papillon 5, qu'elle reçoit du capteur 8, du contacteur 29 de "pied levé" associé à la pédale d'accélérateur 27, et du contacteur 32 d'actionnement de la pédale de frein 31, ainsi que les signaux qui lui proviennent du bloc de commande 38 de la fonction de régulation de vitesse du véhicule, c'est-à-dire des signaux de marche/arrêt de cette fonction, d'actionnement de l'embrayage ou de la boîte de vitesse automatique et de mémorisation ou de reprise de mémorisation de la consigne de vitesse choisie pour le véhicule. Ces signaux de commande de régulation de vitesse, en provenance du bloc de commande 38, et destinés à être pris en compte par l'unité de contrôle moteur 15, ne transitent par l'unité de contrôle du papillon 3 et par la ligne série 40 que parce qu'il est plus avantageux d'implanter des bornes de connexion correspondantes sur le connecteur de l'unité 3, alors que le raccordement direct des lignes 34 à 39 sur l'unité de contrôle moteur 15 imposerait de reconfigurer son connecteur. En outre, l'unité de contrôle du papillon 3, comme l'unité de contrôle moteur 15, met en oeuvre des procédures d'auto-diagnostic et de diagnostic interactif, réalisant, dans chaque unité, le diagnostic des entrées/sorties de l'unité, de ses calculs et des informations qu'elle reçoit de l'autre unité par la ligne série 40. En conséquence, l'unité 3 transmet à l'unité 15, par la ligne 40, des informations d'auto-diagnostic du corps de papillon motorisé 2 et de l'unité 3, ainsi qu'un message de validation de la communication.

[0049] En sens inverse, l'unité de contrôle moteur 15 transmet à l'unité 3 un signal de consigne de position du papillon, qu'elle élabore, un signal de position angulaire reconstituée du papillon, qu'elle élabore également, pour piloter le papillon 5, effectuer des calculs et mettre en oeuvre des procédures de cohérence nécessaires, procéder aux diagnostics et, en cas de nécessité, à l'application de modes secours définis ci-après, ainsi qu'un signal de commande du voyant témoignant du fonctionnement du système de régulation de vitesse 38, et que l'unité 3 retransmet à ce voyant par le fil conducteur 39, et également des informations liées à l'auto-diagnostic de l'unité de contrôle moteur 15 ainsi que des messages de validation de la communication.

[0050] Dans l'unité de contrôle moteur 15, l'élaboration du signal de position angulaire reconstituée du papillon est assurée principalement à partir des signaux de pression d'air dans le collecteur d'admission et de régime moteur, que l'unité 15 reçoit des capteurs correspondants. L'unité 15 met en oeuvre une procédure de contrôle de cohérence, qui compare entre eux le signal de position angulaire du papillon, reçu par la ligne 40 de l'unité 3, le signal de position angulaire reconstituée du papillon, et le signal de consigne qu'elle élabore et, éventuellement, le signal de position de la pédale d'accélérateur 27, reçu du capteur 28. De même, l'unité 3 de contrôle du papillon met en oeuvre une procédure de contrôle de cohérence comparant entre eux le signal de position angulaire du papillon, qu'elle reçoit directement du capteur 8, et les signaux de consigne et de position angulaire reconstituée du papillon, qu'elle reçoit par la ligne série 40 de l'unité de contrôle moteur 15.

[0051] En variante, un signal de débit d'air d'admission est substitué au signal de pression d'air dans le collecteur d'admission, et combiné principalement au signal de régime moteur pour obtenir le signal de position angulaire reconstituée du papillon. Dans ce cas, un débitmètre, par exemple du type à film chaud ou à fil chaud, peut être incorporé dans le corps de papillon motorisé 2 et le signal de débit d'air d'admission peut être, dans ce cas, lu par l'unité de contrôle 3 du papillon et transmis par la ligne série 40 à l'unité de contrôle moteur 15.

[0052] Comme mentionné ci-dessus, une autre fonction de l'unité de contrôle moteur 15 est de calculer la position angulaire que doit prendre le papillon 5, c'est-à-dire d'élaborer une consigne de position du papillon, simultanément à la gestion de l'injection et de l'allumage. Ce signal de consigne de la position du papillon est donné par une loi de transfert pédale d'accélérateur 27/papillon 5 programmée qui prend en compte, en mode "suivi de pédale" c'est-à-dire en fonction de la demande émise par le conducteur par l'intermédiaire de la pédale d'accélérateur 27, essentiellement le signal de position de cette pédale fourni par le potentiomètre 28, cette loi de consigne peut également prendre en compte d'autres paramètres, comme la vitesse du véhicule, en mode "régulation de vitesse", et, éventuellement, des signaux provenant d'autres calculateurs embarqués, comme ceux d'un système d'anti-patinage, d'anti-blocage, ou d'une boîte de vitesse ou d'une transmission à contrôle électronique, dont les signaux peuvent être directement transmis à l'unité de contrôle moteur 15 par les fils de liaison 44 à 46 respectivement, ou encore transmis à l'unité de contrôle du papillon 3, qui les retransmet à l'unité de contrôle moteur 15 par la ligne série 40.

[0053] La loi de consigne prend également en compte certaines conditions de fonctionnement du moteur, comme la température d'eau du liquide de refroidissement et le régime du moteur, en particulier en mode "régulation du régime de ralenti". Cette loi de consigne tient également compte de stratégies adoptées en matière de confort, et prend en compte des facteurs de pondération pour introduire une progressivité de déplacement angulaire du papillon 5 par rapport à la course de la pédale d'accélérateur 27, et appliquer des corrections dynamiques au papillon. Une autre stratégie prise en compte peut être une stratégie d'antipollution et de réduction de la consommation, par une gestion synchronisée de l'air admis et de la quantité de carburant injectée. En outre, l'élaboration de la loi de consigne de la position du papillon est également assurée à partir de l'état diagnostiqué par l'unité 15.

[0054] En résumé, cette unité de contrôle moteur 15 assure essentiellement les fonctions suivantes : l'élaboration de la consigne de position du papillon, comme mentionné ci-dessus, à partir d'au moins un signal représentatif d'une grandeur physique d'entrée et/ou d'un état du système, ou d'un système associé, l'auto-diagnostic et le diagnostic interactif avec l'autre unité 3 de contrôle du papillon, l'application de modes secours en cas de nécessité, et la gestion de la ligne série 40. En cas de défaut diagnostiqué, l'unité 15 peut commander un voyant indicateur par le fil conducteur 47.

[0055] De son côté, l'unité de contrôle 3 du papillon, en plus des fonctions déjà mentionnées de gestion de la ligne série 40, d'acquisition des entrées nécessaires au fonctionnement du système de régulation de vitesse et de transmission des signaux correspondant par la ligne 40 à l'autre unité 15, d'auto-diagnostic et de diagnostic interactif avec cette unité 15, et d'application des modes secours, remplit les autres fonctions essentielles que sont l'application du signal de consigne de la position du papillon, qu'elle reçoit de l'unité 15 par la ligne 40, pour l'asservissement en position du papillon 5, afin de positionner ce dernier de façon précise sur la consigne délivrée par l'unité de contrôle moteur 15, et l'initialisation de la position du papillon 5 avec un contrôle à la mise sous tension.

[0056] Lorsque l'une et/ou l'autre des unités 3 et 15 diagnostique une défaillance ou lorsque la mise en oeuvre des procédures de cohérence fait apparaître une discordance entre les signaux élaborés dans l'unité considérée et/ou reçus de capteurs reliés à cette unité, avec des signaux reçus de l'autre unité par la ligne série 40, des modes secours sont appliqués par l'une et/ou l'autre des deux unités 3 et 15, selon le degré de défaillance ou de discordance. Des stratégies de modes secours sont appliquées graduellement en fonction du défaut diagnostiqué pour préserver la sécurité des passagers, tout en permettant au véhicule de pouvoir continuer à se déplacer à une vitesse lente, sauf en cas de danger, pouvant imposer l'arrêt du fonctionnement du moteur.

[0057] En mode secours, l'action progressive en fonction de l'origine et de la gravité de la défaillance peut commencer par une intervention limitée sur une fonction secondaire, par exemple l'interdiction de fonctionner en mode de régulation de vitesse véhicule. Elle peut se poursuivre par une limitation de l'ouverture maximale du papillon 5, commandée par l'unité de contrôle moteur 15 ou par l'unité de contrôle du papillon 3 dans certains cas de défaut diagnostiqué. Le mode secours appliqué peut également consister en une commande électrique de refermeture du papillon 5, pouvant provenir de l'une et/ou de l'autre des deux unités 15 et 3. Un mode secours consiste également à désactiver l'actionneur 7 du papillon 5, en préservant une fonction mécanique autorisant encore le déplacement du véhicule à faible allure. Cette absence d'activation de l'actionneur 7 peut correspondre à un ordre électrique provenant de l'unité de contrôle moteur 15 ou de l'unité de contrôle du papillon 3, et peut être causée par une rupture de la ligne série 40 ou une défaillance de l'unité 15. Sa conséquence est le retour du papillon 5 sur la position de ralenti accéléré, sous l'action du ressort de rappel, ou sur une position voisine, et elle entraîne dans l'unité de contrôle moteur 15 une correction de l'instant d'allumage et/ou de l'injection, afin de limiter le régime du moteur.

[0058] En cas de danger, des voies séparées permettent de diminuer la puissance du moteur, même si la ligne série 40 est coupée. D'une part, l'unité de contrôle moteur 15 peut commander la coupure de l'injection et/ou de l'allumage, et, d'autre part, le papillon 5 peut être fermé, et ceci par deux moyens, soit électriquement par une commande de l'unité de contrôle moteur 15 ou de l'unité de contrôle du papillon 3, soit mécaniquement par le ressort de rappel, après désactivation de l'étage 9 de commande de puissance de l'actionneur 7.

[0059] L'unité de contrôle moteur 15 peut donc commander la modulation ou la coupure de l'injection et/ou de l'allumage, afin de diminuer la puissance du moteur, lorsqu'une défaillance de la ligne série 40 est détectée, et lorsqu'elle détecte l'apparition d'un défaut pouvant entraîner une perte de contrôle de la puissance du moteur par le conducteur.

[0060] L'alimentation de l'actionneur 7 peut également être coupée, éventuellement après temporisation, par l'unité 3 de contrôle du papillon, lorsque la pédale de frein 31 est actionnée.

[0061] On constate ainsi que l'architecture du système autorise la gestion globale du moteur, par ses trois circuits d'alimentation en air, en combustible et d'allumage, par la seule unité de contrôle moteur 15 qui est ainsi en mesure d'intervenir très rapidement et simultanément sur ces trois circuits, en cas de besoin. Le bloc intégré 1, associant au corps de papillon motorisé 2 l'unité électronique 3 de contrôle du papillon, est ainsi tel que le corps de papillon motorisé 2 se comporte en actionneur intelligent vis-à-vis de l'unité de contrôle moteur 15, avec laquelle l'unité de contrôle du papillon 3 est mise en relation maître-esclave.

[0062] Le système présente un degré élevé de fiabilité et garantit un maximum de sécurité en cas de défaillance, en raison de la sécurité liée aux composants, tels qu'ils ont été décrits ci-dessus, de la sécurité liée à l'architecture du système, telle que présentée ci-dessus, et des redondances du système.

[0063] En particulier, chaque unité de contrôle 3 et 15 reçoit suffisamment d'informations pour assurer un auto-diagnostic suffisant, même en cas de perturbation ou de coupure de la ligne série 40 et/ou si l'autre unité de contrôle est défaillante.

[0064] De plus, le système offre deux moyens séparés pour contrôler la position du papillon 5. Le premier moyen est le capteur 8, tel qu'un potentiomètre sur l'axe du papillon, dont le signal est lu directement par l'unité de contrôle 3 du papillon et transmis par la ligne 40 à l'unité de contrôle moteur 15, et le second moyen est le signal de position angulaire reconstituée du papillon, calculé par l'unité de contrôle moteur 15 notamment à partir du régime du moteur et soit la pression d'air à l'admission, soit le débit d'air à l'admission. A noter qu'en cas de défaillance du capteur 8 de la position du papillon 5, l'unité de contrôle du papillon 3 peut utiliser le signal de position reconstituée du papillon, qu'elle reçoit par la ligne 40 de l'unité de contrôle moteur 15, et l'associer à des paramètres d'asservissement adaptés pour le substituer au signal de position détectée du papillon afin d'assurer l'asservissement en position de ce dernier, c'est-à-dire afin de positionner sensiblement le papillon par rapport à la consigne délivrée par l'unité de contrôle moteur 15, avec des performances éventuellement dégradées, mais qui restent suffisantes pour un pilotage acceptable du papillon 5.

[0065] Le système offre également deux moyens séparés pour contrôler la demande du conducteur. Le premier moyen est le capteur 28 ou potentiomètre de recopie de la position angulaire de la pédale d'accélérateur 27, dont le signal est lu directement par l'unité de contrôle moteur 15, et le second moyen est le contacteur 29 de "pied levé" ou second potentiomètre, également sensible à l'actionnement de la pédale d'accélérateur 27, et dont le signal est lu directement par l'unité de contrôle du papillon 3, mais retransmis par la ligne 40 à l'unité de contrôle moteur 15. En conséquence, en cas de défaillance du capteur 28 de position angulaire de la pédale d'accélérateur, l'unité de contrôle moteur 15 dispose toujours, par l'intermédiaire de l'unité de contrôle du papillon 3 et du contacteur 29, d'une information sur l'actionnement de la pédale d'accélérateur 27.

[0066] On constate de plus que ces redondances et cette sécurité sont obtenues sans qu'il soit nécessaire de doubler les capteurs de paramètres de fonctionnement du moteur utilisés. En effet, les signaux nécessaires au fonctionnement de chacune des deux unités de contrôle 3 et 15, et provenant de capteurs auxquels cette unité n'est pas directement reliée, lui parviennent en transitant par l'autre unité de contrôle et la ligne série 40. On constate également que chacune des deux unités de contrôle 3 et 15 peut être utilisée comme interface pour envoyer vers l'autre unité des informations provenant de l'extérieur du système ou d'un système associé, ou, en sens contraire, pour envoyer vers l'extérieur ou vers un système associé des informations provenant de cette autre unité de contrôle.

[0067] En plus de la loi de transfert pédale d'accélérateur/papillon programmable, un intérêt majeur du système selon l'invention est que la répartition des fonctions sur deux microcontrôleurs séparés, avec des tests de surveillance mutuelle, donne accès à un grand nombre de fonctions réalisables, dont certaines sont nouvelles, et qui peuvent être classées en deux catégories selon qu'elles interviennent sur le contrôle du moteur ou selon qu'elles interviennent sur le contrôle du véhicule.

[0068] Dans la première catégorie, pour parvenir à l'objectif consistant à réaliser le dosage de la puissance du moteur et d'optimiser son fonctionnement, notamment en émission de polluants et en consommation, on peut intégrer dans la loi de transfert pédale d'accélérateur/papillon programmable, le prépositionnement du papillon pour le démarrage, notamment à froid, la régulation du régime de ralenti, en fonction par exemple de la température d'eau, ainsi que des fonctions d'amortissement des déplacements angulaires du papillon, le suivi de richesse du mélange air/combustible lors des transitoires, et la limitation du régime du moteur.

[0069] Les fonctions appartenant à la seconde catégorie sont celles au travers desquelles le contrôle de la position du papillon produit des conséquences au niveau du véhicule, pour améliorer le confort, l'agrément de conduite et la sécurité. Ces fonctions sont des fonctions de régulation et/ou de limitation de la vitesse du véhicule, de commande du papillon pour l'anti-patinage et/ou l'anti-blocage, la réduction des à-coups, et les interactions avec une boîte de vitesse électronique, un système anti-collision, un système de guidage, et/ou un système de contrôle d'attitude du véhicule, par exemple en virage, tel qu'un système de suspension active.

[0070] Pour la réalisation de l'unité de contrôle moteur selon l'invention, l'architecture d'une unité de contrôle moteur de l'état de la technique peut être essentiellement conservée, les bornes du connecteur pour commander l'actionneur du circuit d'alimentation en air additionnel dans une unité de contrôle moteur classique étant utilisées, dans le système selon l'invention, pour le raccordement de la ligne série 40 à l'unité de contrôle moteur 15, dont l'électronique de commande, par rapport à celle commandant le circuit d'air additionnel dans une unité classique, est étendue à toute la plage dynamique du papillon (par exemple de 0 à 400 kg d'air par heure).

[0071] Le système décrit ci-dessus en référence à la figure unique est particulièrement adapté aux installations d'injection du type multipoint, c'est-à-dire comportant un injecteur au moins pour chaque cylindre du moteur, et assurant l'injection en aval du corps de papillon, dans l'extrémité aval de la tubulure d'injection, au voisinage immédiat de la culasse du moteur. Si le dispositif doit être adapté à une injection du type monopoint, alors l'unique injecteur, ou les deux injecteurs cote-à-cote est ou sont montés directement intégrés dans le corps de papillon 4, de manière à injecter le combustible directement en amont du papillon 5, et le régulateur de pression d'alimentation du ou des injecteurs est également intégré dans ce corps 4.

Revendications

1. Système de contrôle moteur à corps de papillon motorisé, pour moteur à combustion interne à allumage commandé équipé d'une installation d'alimentation en combustible par injection, comprenant :

- un corps de papillon motorisé (2), comportant au moins un papillon (5) monté en rotation sur un axe (6) dans un conduit du corps (4), au moins un actionneur (7) de papillon, qui commande la rotation de l'axe (6) du papillon (5), et qui est intégré au corps de papillon (4), et au moins un capteur (8) de la position angulaire du papillon, également intégré au corps de papillon (4),

- une première unité électronique de calcul et de contrôle (3), pour le contrôle du papillon (5), et qui est implantée directement sur le corps de papillon (4) de façon à constituer un unique ensemble (1) avec lui, et comporte au moins un circuit (9) de commande de l'actionneur (7) du papillon (5), auquel l'unité (3) de contrôle du papillon est directement reliée, ladite unité (3) de contrôle du papillon étant également directement reliée audit capteur (8) de position angulaire du papillon, ladite unité (3) de contrôle du papillon comporte également au moins un circuit (10) d'asservissement en position du papillon, comparant un signal reçu dudit capteur (8) de position angulaire du papillon à au moins un signal de consigne de position du papillon (5), et élaborant, à partir d'un signal d'erreur résultant de la comparaison, un ordre de commande de position du papillon (5), qui est transmis audit circuit (9) de commande de l'actionneur (7), qui est un circuit de puissance,

- des capteurs (17) de paramètres de fonctionnement du moteur, délivrant des informations relatives au moins à la pression et/ou au débit de l'air dans le collecteur d'admission (19) pour l'élaboration au moins d'ordres de commande d'injection transmis à des actionneurs (22) du circuit d'injection de combustible, et

- au moins un capteur (28) de la position de la pédale d'accélérateur (27) délivrant au moins un signal correspondant,

caractérisé en ce que ledit système comprend de plus :

- une seconde unité électronique de calcul et de contrôle (15), pour le contrôle du moteur, reliée auxdits capteurs (17) de paramètres de fonctionnement du moteur, dont elle reçoit également des informations relatives à la vitesse de rotation du moteur (18) et la position de l'arbre du moteur et élaborant lesdits ordres de commande d'injection ainsi que des ordres de commande d'allumage, qu'elle transmet auxdits actionneurs (22) du circuit d'injection de combustible ainsi qu'à des actionneurs du circuit d'allumage du moteur, dont elle contrôle le fonctionnement, ledit signal de consigne de position du papillon (5) étant élaboré dans l'unité (15) de contrôle du moteur, à partir d'au moins ledit signal de position de la pédale d'accélérateur (27) délivré par ledit capteur (28) correspondant auquel l'unité (15) de contrôle moteur est directement reliée, ledit signal de consigne ainsi que d'autres informations étant transmis à l'unité (3) de contrôle du papillon, à laquelle l'unité (15) de contrôle du moteur est reliée par une ligne de communication (40), tandis que le signal de la position angulaire du papillon (5) est transmis de l'unité (3) de contrôle du papillon à l'unité (15) de contrôle moteur par ladite ligne de communication (40).

2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'actionneur (7) du corps de papillon motorisé (2) est un actionneur électrique, à commande bipolaire, sans couple de maintien lorsqu'il n'est pas alimenté, de préférence un moteur couple.

3. Système selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'actionneur (7) du corps de papillon motorisé (2) est monté directement sur l'axe (6) du papillon (5) de sorte que l'axe (6) soit commun au papillon (5) et à l'actionneur (7).

4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps de papillon motorisé (2) comprend au moins un ressort de rappel, déplaçant le papillon (5) dans le sens de la fermeture, lorsque l'actionneur (7) n'est plus alimenté, ledit ressort de rappel refermant de préférence le papillon (5) sur une position de faible ouverture, correspondant à un fonctionnement au ralenti accéléré du moteur, autorisant le déplacement du véhicule à vitesse lente.

5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une absence d'activation de l'actionneur (7), alors que le moteur fonctionne, correspondant à un ordre de l'unité (15) de contrôle moteur ou de l'unité (3) de contrôle du papillon, ou toutes autres causes, comme une rupture de la ligne de communication (40), et ayant pour conséquence un retour du papillon (5) sur la position de ralenti accéléré, définie par le ressort de rappel, ou sur une position voisine, entraîne dans l'unité (15) de contrôle moteur une correction de l'instant d'allumage et/ou de la durée d'injection afin de limiter le régime du moteur.

6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'unité (3) de contrôle du papillon est directement reliée à au moins un capteur de freinage (32), de sorte que si la pédale de frein (31) est actionnée, l'unité (3) de contrôle du papillon coupe, éventuellement après temporisation, l'alimentation de l'actionneur (7), le signal du capteur de freinage (32) étant transmis de l'unité (3) de contrôle du papillon à l'unité (15) de contrôle du moteur par la ligne de communication (40).

7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'unité (3) de contrôle du papillon est directement reliée à au moins un capteur d'actionnement (29) de la pédale d'accélérateur (27), qui est un contacteur d'actionnement de cette pédale ou un second capteur de position de cette pédale, afin de découpler les signaux provenant de la pédale d'accélérateur (27) vers l'unité (15) de contrôle moteur et vers l'unité (3) de contrôle du papillon, le signal du capteur d'actionnement (29) de la pédale d'accélérateur (27) étant transmis de l'unité (3) de contrôle du papillon vers l'unité (15) de contrôle moteur par la ligne de communication (40).

8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'unité (15) de contrôle du moteur élabore, à partir des informations qu'elle reçoit principalement des capteurs de pression et/ou de débit d'air dans le collecteur d'admission (19) et de vitesse du moteur (18), un signal de la position angulaire reconstituée du papillon, qu'au moins une procédure de contrôle de cohérence, mise en oeuvre dans l'unité (15) de contrôle du moteur, compare au signal de consigne et/ou au signal du capteur (8) de position angulaire du papillon (5) reçu de l'unité (3) de contrôle du papillon par la ligne de communication (40), le signal de position reconstituée étant transmis à l'unité (3) de contrôle du papillon par la ligne de communication (40).

9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'unité (3) de contrôle du papillon met en oeuvre au moins une procédure de contrôle de cohérence comparant entre eux au moins deux signaux parmi les signaux de consigne et de position reconstituée du papillon, que l'unité (3) de contrôle du papillon reçoit par la ligne de communication (40) de l'unité (15) de contrôle du moteur, et le signal de position angulaire du papillon (5) reçu directement du capteur correspondant (8).

10. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'unité (15) de contrôle du moteur peut substituer au moins partiellement à la consigne élaborée à partir du signal reçu d'un capteur (28) de position de la pédale d'accélérateur (27), une consigne correspondant à une loi programmée, élaborée en tenant compte d'au moins un autre signal, tel que le régime moteur (18), pour la régulation du régime de ralenti, ou la vitesse du véhicule, pour la régulation ou la limitation de la vitesse de celui-ci, et provenant éventuellement d'au moins un capteur supplémentaire d'un paramètre de fonctionnement du moteur, tel que la température (20) de l'eau de refroidissement du moteur, et/ou d'au moins une autre unité de calcul et de contrôle du véhicule, tel qu'une unité d'anti-patinage (44), d'anti-blocage des roues (45), de commande d'une boîte de vitesse automatique (46), de contrôle d'attitude du véhicule, ou encore d'au moins un signal élaboré par l'unité (15) de contrôle moteur à partir de paramètres de fonctionnement des circuits d'injection et d'allumage, tels que la quantité de combustible injecté, le volume d'air admis dans le moteur, ou encore la progressivité du mouvement de la pédale d'accélérateur (27) et/ou la variation de couple moteur en régime transitoire.

11. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que des signaux de commande de régulation de vitesse, tels que des signaux de marche/arrêt de la régulation (36), de choix de la consigne de vitesse (35), de frein (33), et/ou d'embrayage (37), provenant du conducteur ou d'une autre source (38), et pris en compte par l'unité (15) de contrôle du moteur, lui sont transmis par la ligne de communication (40) depuis l'unité (3) de contrôle du papillon, qui les reçoit par au moins un contacteur d'embrayage, de frein, de marche/arrêt, et/ou de choix de la consigne de vitesse.

12. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la ligne de communication (40) est une ligne parallèle ou série, uni ou bidirectionnelle simple ou doublée, ou une ligne bidirectionnelle à un ou deux fils dans lequel ou lesquels les informations circulent dans les deux sens suivant un séquencement et un protocole définis, tel qu'un protocole dit "VAN"ou "CAN".

13. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que la ligne de communication (40) est une ligne série bidirectionnelle, comprenant au moins deux conducteurs (41, 42) électriques et/ou optiques, dont chacun assure une communication unidirectionnelle entre les unités de contrôle du moteur (15) et du contrôle du papillon (3), la ligne série (40) pouvant comprendre au moins un conducteur supplémentaire (43), transmettant des signaux d'horloge entre les deux unités de contrôle (3, 15).

14. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que chacune des deux unités de contrôle (3, 15) met en oeuvre des procédures d'auto-diagnostic et de diagnostic interactif réalisant, dans chaque unité, le diagnostic des entrées/sorties de l'unité, de ses calculs et des informations qu'elle reçoit de l'autre unité par la ligne de communication (40), dont le bon fonctionnement est contrôlé par des tests effectués dans chacune des unités de contrôle par des circuits de gestion de ladite ligne et un protocole de communication.

15. Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que chacune des deux unités de contrôle (3, 15) reçoit directement suffisamment de signaux pour assurer le diagnostic, même si la ligne de communication (40) et/ou l'autre unité de contrôle est défaillante.

16. Système selon l'une quelconque des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que, dans le cas de l'apparition d'un défaut, l'unité (3) de contrôle du papillon commande directement la fermeture du papillon (5) par une commande électrique ou une désactivation de l'actionneur (7), et/ou, dans le cas où la ligne de liaison est encore opérationnelle, demande à l'unité (15) de contrôle moteur la modulation et/ou la coupure de l'injection et/ou l'allumage.

17. Système selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que, dans le cas de l'apparition d'un défaut, l'unité de contrôle moteur (15) commande directement la modulation et/ou la coupure de l'injection et/ou l'allumage, et/ou demande, si la ligne est encore opérationnelle, à l'unité (3) de contrôle du papillon, de refermer le papillon (5) par commande électrique ou désactivation de l'actionneur (7).

18. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que chacune des deux unités (3, 15) de contrôle comprend au moins un microcontrôleur.

19. Système selon l'une quelconque des revendications 9 à 18, telle que rattachée à la revendication 8, caractérisé en ce que, en cas de défaillance du capteur (8) de position du papillon (5), l'unité (3) de contrôle du papillon utilise le signal de position reconstituée du papillon (5), envoyé par l'unité (15) de contrôle moteur, et associé à des paramètres d'asservissement adaptés pour positionner sensiblement le papillon (5) par rapport à la consigne délivrée par l'unité (15) de contrôle moteur.

20. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que l'ouverture du papillon (5) est limitée par l'unité (15) de contrôle moteur ou l'unité (3) de contrôle du papillon, dans certains cas de défauts diagnostiqués.

21. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 20, caractérisé en ce que l'unité (3) électronique de contrôle du papillon, comprenant au moins un microcontrôleur assurant au moins l'asservissement de position du papillon et la commande de puissance de l'actionneur, est intégrée dans le corps de papillon (4).

22. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 21, caractérisé en ce qu'un dispositif de mesure du débit d'air d'admission est également incorporé au corps de papillon motorisé (2), et la ligne de communication (40) peut alors transmettre, de l'unité (3) de contrôle du papillon à l'unité (15) de contrôle moteur, un signal correspondant au débit d'air, notamment pris en compte avec le signal de vitesse du moteur (18) pour l'élaboration d'un signal de position reconstituée du papillon par l'unité (15) de contrôle moteur.

23. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 22, pour moteur équipé d'une installation d'injection du type dit "monopoint", caractérisé en ce qu'un circuit d'alimentation en combustible, présentant au moins un injecteur et un régulateur de pression, est également incorporé au corps de papillon motorisé (2), la commande de chaque injecteur pouvant être transmise, sous la forme de signaux numériques, de l'unité (15) de contrôle moteur à l'unité (3) de contrôle du papillon par la ligne de communication (40).

Claims

1. Engine control system with motorized butterfly body, for a spark-ignition internal combustion engine equipped with a fuel injection system, comprising:

- a motorized butterfly body (2), including at least one butterfly (5) mounted so that it can rotate on a spindle (6) in a duct of the body (4), at least one butterfly actuator (7) which causes the rotation of the spindle (6) of the butterfly (5) and which is incorporated within the butterfly body (4), and at least one sensor (8) for sensing the angular position of the butterfly, and which is also incorporated within the butterfly body (4),

- a first electronic calculation and control unit (3), for controlling the butterfly (5), and which is directly built into the butterfly body (4) so as to constitute a single assembly (1) with it, and includes at least one circuit (9) for operating the actuator (7) of the butterfly (5), to which the control unit (3) of the butterfly is directly connected, said control unit (3) of the butterfly being also directly connected to said sensor (8) for sensing the butterfly angular position, said control unit (3) of the butterfly including also at least one circuit (10) for automatically controlling the butterfly in terms of position, comparing a signal received from said sensor (8) for sensing the angular position of the butterfly with at least one reference signal about the position of the butterfly (5), and formulating, on the basis of an error signal resulting from the comparison, an order for regulating the position of the butterfly (5), which is transmitted to said circuit (9) for operating the actuator (7), which is a power circuit,

- sensors (17) for sensing operating parameters of the engine, delivering information relating at least to the pressure and/or flowrate of air in the intake manifold (19) for formulating at least injection control orders transmitted to actuators (22) of the fuel injection circuit, and

- at least one sensor (28) for sensing the position of the accelerator pedal (27) and delivering at least one corresponding signal,

characterized in that said system further includes :

- a second electronic calculation and control unit (15) for controlling the engine, connected to said sensors (17) for sensing operating parameters of the engine, from which it receives also information relating to the rotational speed of the engine (18) and the position of the shaft of the engine, and formulating said injection control orders as well as ignition control orders, which it transmits to said actuators (22) of said fuel injection circuit as well as to actuators of the ignition circuit of the engine, the operation of which it controls, said reference signal about the position of the butterfly (5) being formulated within the control unit (5) of the engine, on the basis of at least said signal about the position of the accelerator pedal (27) delivered by said corresponding sensor (28) to which the engine control unit (15) is directly connected, said reference signal as well as other information being transmitted to the control unit (3) of the butterfly, to which the control unit (15) of the engine is connected by a communication line (40), whereas the signal about the angular position of the butterfly (5) is transmitted from the control unit (3) of the butterfly to the engine control unit (15) by said communication line (40).

2. System according to claim 1, characterized in that the actuator (7) of the motorized butterfly body (2) is an electrical actuator, with two-pole control, without a holding torque when it is not powered, preferably a torque motor.

3. System according to either one of claims 1 and 2, characterized in that the actuator (7) of the motorized butterfly body (2) is fitted directly on the spindle (6) of the butterfly (5) so that the spindle (6) is common to the butterfly (5) and to the actuator (7).

4. System according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the motorized butterfly body (2) comprises at least one return spring, moving the butterfly (5) in the direction of closure, when the actuator (7) is no longer powered, the said return spring preferably closing the butterfly (5) back to a position in which it is slightly open, corresponding to the engine operating at an accelerated low idle, allowing the vehicle to move along at a low speed.

5. System according to claim 4, characterized in that an absence of activation of the actuator (7), while the engine is operating, corresponding to an order from the engine control unit (15) or from the control unit (3) of the butterfly, or any other cause, such as a breakdown in the communication line (40), and having as consequence a return of the butterfly (5) to the accelerated low idle position, defined by the return spring, or to a neighboring position, leads to a correction in the moment of ignition and/or in the injection period, within the engine control unit (15), in order to limit the speed of the engine.

6. System according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the control unit (3) of the butterfly is directly connected to at least one braking sensor (32), so if the brake pedal (31) is actuated, the control unit (3) of the butterfly cuts off, possibly after a time delay, the supply to the actuator (7), the signal from the braking sensor (32) being transmitted from the control unit (3) of the butterfly to the control unit (15) of the engine by the communication line (40).

7. System according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that the control unit (3) of the butterfly is directly connected to at least one sensor (29) for sensing the actuation of the accelerator pedal (27), which sensor is a contactor for sensing the actuation of this pedal or a second sensor for sensing the position of this pedal, in order to dissociate the signals coming from the accelerator pedal (27) toward the engine control unit (15) and toward the control unit (3) of the butterfly, the signal from the sensor (29) for sensing actuation of the accelerator pedal (27) being transmitted from the control unit (3) of the butterfly to the engine control unit (15) by the communication line (40).

8. System according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the control unit (15) of the engine formulates, on the basis of the information which it receives mainly from the sensors for sensing the pressure and/or flowrate of air in the intake manifold (19) and the speed of the engine (18), a signal about the reconstructed angular position of the butterfly, that at least one coherency-control procedure, implemented in the control unit (15) of the engine, compares with the reference signal and/or with the signal from the sensor (8) for the sensing the angular position of the butterfly (5) received from the control unit (3) of the butterfly via the communication line (40), the reconstructed position signal being transmitted to the control unit (3) of the butterfly by the communication line (40).

9. System according to claim 8, characterized in that the control unit (3) of the butterfly implements at least one coherency control procedure comparing with each other at least two signals from among the reference signal for the butterfly, and the signal about the reconstructed position of the butterfly, which the control unit (3) of the butterfly receives via the communication line (40) from the control unit (15) of the engine, and the signal about the angular position of the butterfly (5) received directly from the corresponding sensor (8).

10. System according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the control unit (15) of the engine can substitute, at least partially, for the reference formulated on the basis of the signal received from a sensor (28) sensing the position of the accelerator pedal (27), a reference corresponding to a programmed law, formulated taking account of at least one other signal, such as the engine speed (18), in order to set the low idle speed, or the speed of the vehicle, in order to set or limit the speed of the latter, and coming possibly from at least one additional sensor for sensing an operating parameter of the engine, such as the temperature (20) of the cooling water of the engine, and/or from at least one other calculation and control unit of the vehicle, such as a unit (44) for preventing wheelspin, a unit (45) for preventing the wheels from locking up, a unit (46) for controlling an automatic gear box, a unit for controlling the attitude of the vehicle, or even from at least one signal formulated by the engine control unit (15) on the basis of operating parameters of the injection and ignition circuits, such as the quantity of fuel injected, the volume of air taken into the engine, or even the progressive nature of the movement of the accelerator pedal (27) and/or the variation in engine torque under transient conditions.

11. System according to any one of claims 1 to 10, characterized in that signals for demanding the setting of speed, such as signals for starting/stopping the setting (36), for choosing the speed reference (35), braking signals (33), and/or clutch signals (37) coming from the driver or from some other source (38) and taken into account by the control unit (15) of the engine, are transmitted to it by the communication line (40) from the control unit (3) of the butterfly, which receives these signals by means of at least one clutch contactor, brake contactor, contactor for starting/stopping and/or choosing the speed reference.

12. System according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the communication line (40) is a parallel or serial, one way or two way, one conductor or twin-conductor line, or a two way line with one or two conductors in which the information flows in both directions according to defined sequencing and protocol, such as a so-called "VAN" or "CAN" protocol.

13. System according to claim 12, characterized in that the communication line (40) is a two-way serial line comprising at least two electrical and/or optical conductors (41, 42), each of which provides for a one way communication between the control unit (15) of the engine and the control unit (3) of the butterfly, it being possible for the serial line (40) to comprise at least one additional conductor (43), transmitting clock signals between the two control units (3, 15).

14. System according to any one of claims 1 to 13, characterized in that each of the two control units (3, 15) implements self-diagnostic procedures and interactive diagnostic procedures which perform, within each unit, diagnostics on the inputs/outputs of the unit, of its calculations and of the information which it receives from the other unit via the communication line (40), the correct operation of which is checked by tests carried out in each of the control units by circuits for managing the said line and a communication protocol.

15. System according to claim 14, characterized in tha each of the two control units (3, 15) directly receives enough signals to provide for the diagnostics, even if the communication line (40) and/or the other control unit is defective.

16. System according to either one of claims 14 and 15, characterized in that, in the case of a defect arising, the control unit (3) of the butterfly directly demands the closure of the butterfly (5) by means of an electrical control or deactivation of the actuator (7) and/or in the case where the connection line is still operational, asks the engine control unit (15) to modify and/or cut off the injection and/or the ignition.

17. System according to any one of claims 14 to 16, characterized in that, in the case of a defect arising, the engine control unit (15) directly demands the modification and/or cutting-off of the injection and/or the ignition and/or, if the line is still operational, asks the control unit (3) of the butterfly to close the butterfly (5) again by electric control or by deactivating the actuator (7).

18. System according to any one of claims 1 to 17, characterized in that each of the two control units (3, 15) comprises at least one microcontroller.

19. System according to any one of claims 9 to 18, such as attached to claim 8, characterized in that, in the event of failure of the sensor (8) for sensing the position of the butterfly (5), the control unit (3) of the butterfly uses the signal about the reconstructed position of the butterfly (5), this signal being sent by the engine control unit (15), and associated with automatic-control parameters designed to position the butterfly (5) substantially with respect to the reference delivered by the engine control unit (15).

20. System according to any one of claims 1 to 19, characterized in that the extent to which the butterfly (5) is opened is limited by the engine control unit (15) or the control unit (3) of the butterfly, in certain cases where faults have been diagnosed.

21. System according to any one of claims 1 to 20, characterized in that the electronic control unit (3) of the butterfly, comprising at least one microcontroller providing at least for the automatic control of the butterfly in terms of position and the power operation of the actuator, is incorporated into the butterfly body (4).

22. System according to any one of claims 1 to 21, characterized in that a device for measuring the intake air flowrate is also incorporated into the motorized butterfly body (2), and the communication line (40) can then transmit, from the control unit (3) of the butterfly to the engine control unit (15), a signal corresponding to the air flowrate, particularly taken into account with the signal about the speed of the engine (18) for formulating a signal about the reconstructed position of the butterfly by the engine control unit (15).

23. System according to any one of claims 1 to 22, for an engine equipped with an injection system of the so-called "single-point" type, characterized in that a fuel supply circuit exhibiting at least one injector and a pressure regulator is also incorporated into the motorized butterfly body (2), it being possible for the control for each injector to be transmitted, in the form of digital signals, from the engine control unit (15) to the control unit (3) of the butterfly by the communication line (40).

Ansprüche

1. System zur motormäßigen Steuerung an einem motorisierten Drosselklappengehäuse für einen Verbrennungsmotor mit gesteuerter Zündung, ausgestattet mit einer Einrichtung zur Versorgung mit Kraftstoff mittels Injektion, wobei dieses System umfaßt:

- ein motorisiertes Drosselklappengehäuse mit wenigstens einer Drosselklappe (5), die rotierbar auf einer Achse (6) in einem Kanal des Gehäuses (4) montiert ist, wenigstens einem Betätigungsmittel (7) der Drosselklappe, welches die Rotation der Achse (6) der Drosselklappe (5) steuert und innerhalb des Drosselklappengehäuses (4) integriert ist, und wenigstens einem in gleicher Weise in das Drosselklappengehäuse (4) integrierten Sensor (8) für die Winkelposition der Drosselklappe,

- eine erste elektronische Rechen- und Kontrolleinheit (3) zur Steuerung der Drosselklappe (5), die direkt auf dem Drosselklappengehäuse (4) implantiert ist, um damit ein einheitliches Ganzes (1) zu bilden, und die wenigstens einen Steuerungskreis (9) für das Betätigungsmittel (7) an der Drosselklappe (5) aufweist, mit der die Kontrolleinheit (3) der Drosselklappe direkt verbunden ist, wobei die Kontrolleinheit (3) der Drosselklappe in gleicher Weise direkt mit dem Sensor (8) für die Winkelposition der Drosselklappe verbunden ist, wobei die Kontrolleinheit (3) der Drosselklappe in gleicher Weise wenigstens einen Steuerungskreis (10) für die Position der Drosselklappe aufweist zum Vergleich des empfangenen Signales des Sensors (8) der Winkelposition der Steuerklappe mit wenigstens einem Soll-Signal der Position der Drosselklappe und, ausgehend von einem Fehlersignal, das aus dem Vergleich zur Erzeugung eines Steuerungsbefehles der Drosselklappe (5) resultiert, der zu dem Steuerungskreis (9) des Betätigungsmittels (7) übertragen wird, wobei es sich um einen Leistungskreis handelt,

- Sensoren (17) der Funktionsparameter des Motors, die Informationen liefern bezüglich wenigstens des Druckes und/ oder des Luftbedarfes im Ansaugkrümmer (19) zur Erzeugung wenigstens von Steuerkommandos für die Einspritzung, die Betätigungsmitteln (22) des Einspritzkreises für den Brennstoff übermitteln werden,

- und wenigstens einen Sensor (28) für die Position des Gaspedales (27) zur Lieferung wenigstens eines entsprechenden Signales,

dadurch gekennzeichnet,
daß das System darüber hinaus umfaßt:

- eine zweite elektronische Rechen- und Kontrolleinheit (15) zur Steuerung des Motors, die verbunden ist mit den Sensoren (17) für die Funktionsparameter des Motors, von welchem sie in gleicher Weise die entsprechenden Informationen der Drehzahl des Motors (18) und der Position der Antriebswelle erhält, und die Steuerkommandos zur Einspritzung ebenso wie die Steuerkommandos der Zündung erarbeitet, die sich an die Betätigungsmittel (22) des Einspritzkreises für den Brennstoff ebenso wie an die Steuermittel des Zündkreises des Motors überträgt, deren Funktion sie kontrolliert, wobei das Soll-Signal der Stellung der Drosselklappe (5) aus der Kontrolleinheit (15) des Motors erarbeitet wird auf der Grundlage wenigstens des Positionssignales des Gaspedales (27), das von dem entsprechenden Sensor (28) geliefert wird, an den die Motor-Kontrolleinheit (15) direkt verbunden ist, wobei das Soll-Signal ebenso wie die anderen Informationen der Drosselklappen-Kontrolleinheit (3) zugeführt werden, mit welcher die Motor-Kontrolleinheit (15) durch eine Kommunikationsleitung (40) verbunden ist, während das Signal der Winkelposition der Drosselklappe (5) von der Drosselklappen-Kontrolleinheit (3) zu der Motor-Kontrolleinheit (15) durch die Kommunikationsleitung (40) übertragen wird.

2. System nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Betätigungsmittel (7) des motorisierten Drosselklappengehäuses (2) eine elektrische Betätigungseinrichtung darstellt mit bi-polarer Steuerung ohne Aufrechterhaltung s-moment, während sie nicht gespeist wird, vorzugsweise eine Drehmomentmotor.

3. System nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Betätigungsmittel (7) des motorisierten Drosselklappengehäuses direkt auf der Achse (6) der Drosselklappe (5) derart montiert ist, daß die Achse (6) gleichzeitig die Achse der Drosselklappe (5) und des Betätigungsmittels (7) darstellt.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das motorisierte Drosselklappengehäuse (2) wenigstens eine Rückholfeder aufweist, die die Drosselklappe (5) im Schließsinne verstellt, wenn das Betätigungsmittel (7) nicht mehr gespeist wird, wobei die Rückholfeder die Drosselklappe (5) vorzugsweise in einer geringfügig offenen Position schließt, die einer Verlangsamung der Beschleunigung des Motors, um das Fahrzeug in eine langsame Geschwindigkeit zu bringen, entspricht.

5. System nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abwesenheit der Aktivität des Betätigungsmittels (7) während der Motor läuft entsprechend eines Befehles der Motor-Kontrolleinheit (15) oder der Drosselklappen-Kontrolleinheit (3) oder aus allen anderen Gründen, wenn z.B. eine Unterbrechung der Kommunikationsleitung (40) auftritt und wobei dies eine Rückkehr der Drosselklappe in eine die Beschleunigung verlangsamende Position zur Folge hat, bestimmt durch die Rückstellfeder, oder in eine benachbarte Position, in der Motor-Kontrolleinheit (15) eine Korrektur des Zündungszeitpunktes und/oder der Dauer der Einspritzung nach sich zieht, um die Drehzahl des Motors zu begrenzen.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drosselklappen-Kontrolleinheit (3) direkt mit wenigstens einem Bremssensor (32) derart verbunden ist, daß dann, wenn das Bremspedal (31) betätigt wird, die Drosselklappen-Kontrolleinheit (3) ggf. nach einer Zeitverzögerung die Speisung des Betätigungsmittels (7) trennt, wobei das Signal des Bremssensors (32) von der Drosselklappen-Kontrolleinheit (3) zur Motor-Kontrolleinheit (15) über die Kommunikationsleitung (40) übertragen wird.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drosselklappen-Kontrolleinheit (3) direkt mit wenigstens einem Betätigungssensor (29) des Gaspedales (27) verbunden ist, der einen Betätigungskontakt dieses Pedales darstellt oder einen zweiten Sensor der Position dieses Pedales, um die Signale aufzuteilen, die von dem Gaspedal (27) hervorgerufen werden, und zwar auf die Motor-Kontrolleinheit (15) und auf die Drosselklappen-Kontrolleinheit (3), wobei das Signal des Betätigungssensors (29) des Gaspedales (27) von der Drosselklappen-Kontrolleinheit (3) über die Kommunikationsleitung (40) zur Motor-Kontrolleinheit (15) übertragen wird.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Motor-Kontrolleinheit (15) ausgehend von Informationen, die sie insbesondere von Drucksensoren und/oder Luftbedarfssensoren im Ansaugkrümmer (19) und von der Motorgeschwindigkeit (18) erhält, ein wiedererstelltes Winkelsignal der Drosselklappe erzeugt, wobei wenigstens ein Koherenzkontrollverfahren, welches von der Motor-Kontrolleinheit (15) ausgelöst wird, dieses vergleicht mit dem Soll-Signal und/ oder dem Signal des Sensors (8) der Winkelposition der Drosselklappe (5), das sie von der Drosselklappen-Kontrolleinheit (3) über die Kommunikationsleitung (40) erhalten hat, wobei das wiedererstellte Positionssignal über die Kommunikationsleitung (40) der Drosselklappen-Kontrolleinheit (3) übertragen wird.

9. System nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drosselklappen-steuerungseinheit (3) wenigstens ein Koherenz-Konstrollverfahren auslöst, welches untereinander zwischen wenigstens zwei der Soll-Signale und denjenigen der rekonstruierten Positionen der Drosselklappe, die die Drosselklappen-steuerungseinheit (3) über die Kommunikationsleitung (40) von der Motor-steuerungseinheit (15) empfängt, und dem Winkelpositionssignal der Drosselklappe (5), direkt empfangen vom entsprechenden Sensor (8), vergleicht.

10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Motor-Kontrolleinheit (15) wenigstens teilweise die Anweisung ersetzen kann, die aufgrund des vom Positionssensor (28) des Gaspedales (27) empfangen wurde, eine Anweisung, die einem programmierten Gesetz entspricht erarbeitet unter Berücksichtigung wenigstens eines anderen Signales, wie beispielsweise die Motordrehzahl (18) zur Regulierung der Verlangsamungsdrehzahl oder die Fahrzeuggeschwindigkeit zur Regulierung oder Begrenzung der Fahrzeuggeschwindigkeit und hervorrufen von ggf. wenigstens einem zusätzlichen Sensor für einen Funktionsparameter des Motors, wie beispielsweise der Kühlwassertemperatur (20) des Motors und/oder von wenigstens einer anderen Recheneinheit und Kontrolleinheit des Fahrzeuges, wie beispielsweise einer Antischlupfeinheit (44), einer Antiblockiereinheit der Räder (45), der Steuerung eines automatischen Getriebes (46), der Kontrolle des Verhaltens des Fahrzeuges oder auch von wenigstens einem Signal, erarbeitet durch die Motor-Kontrolleinheit (15) ausgehend von Funktionsparametern der Einspritzkreise und der Zündkreise, wie beispielsweise die Menge des eingespritzten Brennstoffes, das Volumen der dem Motor zugeführten Luft oder auch die Zunahme der Bewegung des Gaspedales und/oder der Drehmomentänderung bei Vorübergehenderdrehzahl.

11. System nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß Steuerungssignale der Geschwindigkeitsregelung sowie die Signale der im Betrieb befindlichen oder nicht im Betrieb befindlichen Regelung (36), der Wahl der Soll-Geschwindigkeit (35), der Bremse (33) und/oder der Kupplung (37), die von dem Leiter oder einer anderen Quelle (38) stammen und die von der Motor-Kontrolleinheit (15) in Betracht gezogen werden ihr auch über die Kommunikationsleitung (40) von der Drosselklappen-Kontrolleinheit (3) übermittelt werden, die diese über wenigstens einen Kupplungsschalter, Bremsschalter, Lauf-/Stoppschalter und/oder den Schalter der Wahl der Soll-Geschwindigkeit erhält.

12. System nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kommunikationsleitung (40) eine Parallel- oder Serienleitung, uni- oder bi-direktionell, einfach oder doppelt oder eine bi-direktionelle Leitung ist mit einem oder zwei Leitern, in dem oder in denen die Informationen in den beiden Richtungen laufen, einer Sequenz oder einem definierten Protokoll folgend, wobei es sich um ein sogenanntes "VAN"- oder "CAN"-Protokoll handelt.

13. System nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kommunikationsleitung (40) eine bi-direktionelle Serienleitung ist mit wenigstens zwei elektrischen und/oder optischen Leitern (41,42), von denen jeder eine uni-direktionelle Kommunikation zwischen den Kontrolleinheiten des Motors (15) und der Drosselklappe (3) sicherstellt, wobei die Serienleitung (40) wenigstens einen zusätzlichen Leiter (43) aufweist, der zwischen beiden Kontrolleinheiten (3,15) Zeitsignale übermittelt.

14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede der beiden Kontrolleinheiten (3,15) Verfahren zur Selbstdiagnose und der interaktiven Diagnose auslöst zur Durchführung einer Diagnose der Eingänge/Ausgänge der Einheit in jeder Einheit, ihrer Rechnungen und ihrer Informationen, die sie von der anderen Einheit über die Kommunikationsleitung (40) erhält, wobei die ordnungsgemäße Funktionsweise durch Tests in jeder der Kontrolleinheiten durch einen Betriebsschaltkreis der genannten Leitungen und ein Kommunikationsprotokoll kontrolliert wird.

15. System nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede der beiden Kontrolleinheiten (3,15) direkt ausreichend Signale zur Sicherstellung der Diagnose selbst dann erhält, wenn die Kommunikationsleitung (40) und/oder die andere Kontrolleinheit schwach bzw. lückenhaft ist.

16. System nach einem der Ansprüche 14 und 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Falle des Auftauchens eines Fehlers die Drosselklappen-Kontrolleinheit (3) direkt das Schließen der Drosselklappe (5) durch ein elektrisches Signal oder durch eine Deaktivierung des Betätigungsmittels (7) steuert und/oder im Fall, daß die Verbindungsleitung immer noch funktionsfähig ist, von der Motor-Kontrolleinheit (15) die Änderung und/ oder das Ende der Einspritzung und/oder der Zündung verlangt.

17. System nach einem der Ansprüche 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Falle des Auftretens eines Fehlers die Motor-Kontrolleinheit (15) direkt die Modulation und/oder das Stoppen der Injektion und/oder der Zündung steuert und/oder von der Drosselklappen-Kontrolleinheit (3) verlangt, wenn die Leitung immer noch funktionsfähig ist, die Drosselklappe (5) durch ein elektrisches Signal oder durch die Deaktivierung des Betätigungsmittels (7) zu schließen.

18. System nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede der beiden Kontrolleinheiten (3,15) wenigstens einen Mikro-Controller enthält.

19. System nach einem der Ansprüche 9 bis 18, die sich anschließen an Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Falle des Versagens des Sensors (8) für die Lage der Drosselklappe die Drosselklappen-Kontrolleinheit (3) das wieder hergestellte Positionssignal der Steuerklappe (5) benutzt, erhalten von der Motor-Kontrolleinheit (15) und verbunden mit den adaptierten Steuerungsparametern, um die Drosselklappe (5) in bezug auf den Soll-Ausstoß durch die Motor-Kontrolleinheit (15) merklich zu positionieren.

20. System nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Öffnung der Drosselklappe durch die Motor-Kontrolleinheit (15) oder die Drosselklappen-Kontrolleinheit (3) in bestimmten Fällen der Fehlerdiagnose begrenzt wird.

21. System nach einem der Ansprüche 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß die elektronische Drosselklappen-Kontrolleinheit (3), die wenigstens einen Mikro-Controller umfaßt, der wenigstens die Positionssteuerung der Drosselklappe und das Leistungskommando des Betätigungsmittels sicherstellt, in das Gehäuse der Drosselklappe (4) integriert ist.

22. System nach einem der Ansprüche 1 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Einrichtung zur Messung des Bedarfs an Einlaßluft in gleicher Weise in das Gehäuse der motorisierten Drosselklappe (2) integriert ist und daß die Kommunikationsleitung (40) ebenso von der Drosselklappen-Kontrolleinheit (3) ein Signal dem Bedarf an Luft entsprechend zur Motor-Kontrolleinheit übermitteln kann, insbesondere in Verbindung mit dem Signal der Geschwindigkeit des Motors (18) zur Erarbeitung eines rekonstruierten Positionssignales der Drosselklappe durch die Motor-Kontrolleinheit (15).

23. System nach einem der Ansprüche 1 bis 22 für einen Motor, der mit einer Einspritz-Installation des sogenannten Typs "Monopoint", ausgestattet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Versorgungskreis der Brennstoffzufuhr mit wenigstens einem Injektor und einem Druckregler in gleicher Weise in das Gehäuse der motorisierten Drosselklappe integriert ist, wobei jedes Kommando, das von einem Injektor hervorgerufen wird, in der Form eines numerischen Signales von der Motor-Kontrolleinheit (15) zur Drosselklappen-Kontrolleinheit (3) über die Kommunikationsleitung (40) übertragen wird.

Dessins