Brevet FR2121880A1 — publié le 19720825

L'invention concerne un dispositif pour contrôler la vitesse de rotation d'un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif d'allumage. Un tel dispositif pour contrôler la vitesse de rotation est destiné à éviter que des éléments de cons truc- tion relativement coûteux soient détruits par suite de surcharge à vitesse trop élevée. L'invention a pour but de constituer, pour un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif d'allumage, un dispositif pour contrôler la vitesse de rotation qui soit de construction simple et dont le mode de fonctionnement soit str. ;'invention concerne à cet effet un dispositif du type ci-dessus caractérisé par un condensateur de contrôle branché pendant le fonctionnement sur une tension de charge stabilisée, un processus de commutation,servant dans le dispositif d'allumage à déclencher le processus d'allumage,étant utilisé en même temps pour la décharge du condensateur de contrôle, lequel est en liaison avec un organe d'intégration à la suite duquel est branché un dispositif de commutation en fonction de la tension comportant une voie de commutation dont la commande d'inversion est fonction d'une valeur de tension déterminée réglée sur une vitesse de rotation maximale. La description ci-après et les dessins annexés se rapportent à des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels: - la figure 1 est un schéma du circuit d'un dispositif pour contrôler la vitesse de rotation conforme à l'invention en liaison avec un dispositif d'allumage; - la figure 2 représente une variante du circuit de la figure t. Sur la figure 1 la référence numérique Il désigne un dispositif d'allumage. Un dispositif 12 pour contrôler la vitesse de rotation est en liaison de fonctionnement avec le dispositif d'allumage 11. Ces deux dispositifs Il et 12 appartiennent à un moteur à combustion interne non représenté, qui ser; par exemple, à entraîner un véhicule automobile, la vitesse de rotation du moteur devant titre contrôlée au moyen du dispositif 12. Le dispositif 12 pour contrôler la vitesse de rotation contient un condensateur de contrôle 13 bran ch pendant le fonctionnement sur une tension stabilisée. Cette tension stabilisée est prélevée sur une diode Zener 14 branchée dans un circuit électrique raccordé à une source de courant continu 15, par exemple à la batterie du véhicule automobile. De la source de courant continu 15, qui est utilisée en même temps pa alimenter le dispositif d'allumage 11, partent un conducteur né- gatif 17 relié en 16 à la masse et un conducteur positif 19 pa sant par un interrupteur de service (interrupteur d'allumage). L'anode de la diode Zener 14 est reliée au conducteur négatif 17 tandis que sa cathode est reliée au conducteur positifs 19 par l'intermédiaire d'une résistance 20. On peut encore amdliorer la stabilisation de la tension ci-dessus en branchant un condensateur 21 en parallèle à la diode Zener 14. L'une des bornes du condensateur de con trôle 13 est reliée au conducteur négatif 17 tandis que l'autre borne de ce condensateur est reliée à la cathode de la diode Zener 14. Une résistance 22 servant à fixer exactement la constante de temps de charge est judicieusement insérée dans le branchement allant du condensateur de contrôle 13 - à la cathode de la diode Zener 14. Le condensateur de contrôle 13 est en outre en liaison avec un organe d'intégration 23 qui, dans l'ex- emple d'application préféré, est un condensateur 24. L'une des bornes du condensateur 24 est reliée au conducteur négatif 17. Son autre borne est reliée à la cathode d'une diode 25 dont l'a- node est reliée à la borne du condensateur de contrôle 13 située à l'opposé du conducteur négatif 17. Un dispositif de commutation en fonction de la tension 26 est branché à la suite de l'organe d'intégration 26. Dans le cas présent, ce dispositif de commutatif 26 contient un transistor (npn) 27 dont la base 28 est reliée à la borne du condensateur 24 située à l'opposedu conducteur négatif 17, ce condensateur constituant l'organe d'intégration 23. La base 28 est en liaison avec le condensateur 24 par l'intermddiai- re d'une résistance 29 dont la borne dirigée vers la base 28 est en outre raccordée au conducteur négatif 17 par ltintermédiaire d'un condensateur 30. La résistance 29 et le condensateur 30 servent à assurer le lissage de la tension qui s'établit sur l'organe d'intégration 23. De plus, la base 28 du transistor 27 est en liaison avec le conducteur négatif 17 par l'intermédiaire d'une résistance de commande 31, de préférence réglable. Pour des raisons de stabilisation, il est recommandé de prévoir, en dérivation sur la résistance de commande 31, une résistance 32 dépendant de la température avec un coefficient de température négatif et une résistance fixe 33 branchée en série avec la résistance dépendant de la température 32. On obtient une amélioration supplémentaire de la stabilisation lorsque l'émetteur 34 du transistor 27 est relié, par l'intermédiaire d'une résistance 35, au conducteur négatif 17 et, par l'intermédiaire d'une résistance 36, à la cathode de la diode Zener 14. Dans le cas le plus simple, la voie de commutation du dispositif de commutation en fonction de la tension 26 peut être constituée entre l'émetteur 34 et le collecteur 37 du transistor 27. Cependant, pour obtenir une commutation brusque du dispositif de commutation 26 à une valeur de tension déterminée dépendant de la vitesse de rotation maximale, il est recommandé de prévoir, dans le dispositif de commutation 26, un organe de commutation ayant un comportement de basculement précis. Dans l'exemple de réalisation préféré, cet organe de commutation est constitué par un déclencheur de Schmitt contenant un transistor d'entrée (pnp) 38 et un transistor de sortie (pnp) 39. La base 40 du transistor d'entrée 38 est raccordée au point de connexion commun 41 de deux résistances 41', 41" branchées entre le collecteur 37 du transistor 27 et le conducteur positif 19. L'émetteur 42 du transistor d'entrée 38 et l'émetteur 43 du transistor de sortie 39 sont reliés au conducteur positif 19 par l'inr termédiaire d'une résistance commune 44. Le collecteur 45 du transistor d'entrée 38 est relié à la base 46 du transistor de sortie 39 ainsi qu'au conducteur négatif 17 par l'intermédiaire d'une résistance 47. Dans cet exemple d'application, la voie de commutation du dispositif de commutation en fonction de la-tension 26 est formée entre l'émetteur 43 et le collecteur 48 du transistor de sortie 39. Cette voie de commutation 43-48 est branchée dans le circuit électrique d'un émetteur de signaux d'avertissement 49, de préférence un émetteur de signaux électro-acoustique 50, par exemple un ronfleur. L'émetteur de signaux 50 est anti-parasite au moyen d'un condensateur Sîetprotégé contre la production de surtensions par une diode 52. Pour qu'une tension de polarisation soit disponible sur la base 28 du transistor 27 immédiatement après la fermeture de l'interrupteur de service 18, cette base est encore raccordée au conducteur positif 19 par l'intermédiaire d'un condensateur 53 et, de préférence, d'une résistance 54 branchée en série avec ce condensateur 53. Pour décharger toujours le condensateur de contrôle 13 à la mdme valeur, il est recommandé de brancher en parallèle avec ce condensateur une diode 55 dont l'anode est reliée au conducteur négatif 17. Dans l'exemple d'application, le dispositif d'allumage 11 comporte un condensateur d'allumage 56 dans lequel l'énergie d'allumage est accumulée. Le condensateurd'allu- mage 56 peut hêtre chargé au moyen d'un convertisseur de tension continue 57, en soi connu. La première borne d'entrée 58' de ce convertisseur est reliée au conducteur négatif 17 tandis que la seconde borne d'entrée 58" est reliée au conducteur positif 19. Du côté de la sortie, le convertisseur de tension continue 57 est relié, par sa première borne de sortie 59t, également au conducteur négatif 17 et, par sa seconde borne de sortie 59", en passant par un redresseur de charge 60, à l'armature à charge positive du condensateur d allumage 56. D'armature à charge négative du condensateur d'allumage 56 est reliée au conducteur né- natif 17 par l'intermédiaire de l'enroulement primaire 62 appartenant à un transformateur d'allumage 61. Une diode 63 sollicitée dans le sens de blocage par le courant de décharge du condensateur d'allumage 56 est branchée en dérivation sur l'enroulement primaire 52. La diode 63 favorise le processus d'oscillation se produisant lors du processus d'allumage.L'enroulement secondaire 64 appartenant au transformateur d'allumage 61 est relié par l'une de ses extrémités au conducteur négatif 17 et, par son autre extrémité, à un bras de contact 65 appartenant à un distributeur d'allumage non représenté. A l'aide du bras de contact 65 l'enroulement secondaire 64 peut autre relié à l'une des quatre bougies d'allumage 66, 67, 68, 69 reliées d'un côté au conducteur négatif 17. il est en outre prévu un commutateur électronique de décharge commandé 70 réalisé sous forme de thyristor. L'anode 71 du commutateur de décharge 70 est raccordée à l'armature à charge positive du condensateur d'allumage 56. Sa cathode 72 est raccordée au conducteur négatif 17 et son électrode de commande 73 est raccordée à un capteur de commande 74. Le capteur de commande 74 relié au conducteur négatif 17 et, par l'intermédiaire d'une résistance 75, au conducteur positif 19,est un rupteur 76 à commande par came, en soi connu. Le rupteur 76 est en liaison de fonctionnement avec des moyens de couplage non représentés et empêchant le déclenchement d'un processus d'allumage en cas de rebondissement des contacts (par exemple conformément à l'O.S. allemand 1 539 168). De la borne du condensateur de contrôle 13 située à l'opposé du conducteur négatif 17 part un branchement 77 contenant une diode 78 sollicitée dans le sens de blocage par le courant de charge du condensateur d'allumage 56 et, de préférence, une résistance 79 branchée en série avec cette diode. Dans exemple de la figure 1, ce branchement 77 va à l'armature à charge positive du condensateur d'allumage 56, de telle sorte que le commutateur de décharge 70 sert simultanément, lors de la commande d'inversion dans l'état conducteur de sa voie de commutation située entre la cathode 72 et l'anode 71, à assurer la décharge du condensateur de contrôle 13. En liaison avec le dispositif d'allumage 11, le dispositif 12 pour contrôler la vitesse de rotation fonctionne comme indiqué ci-après: Après la fermeture de l'interrupteur de service 18, le dispositif d'allumage Il et le dispositif 12 pour contrôler la vitesse de rotation sont prêts à fonctionner. Si, -à l'instant d'allumage, le rupteur 76 est ouvert, il arrive à l'électrode de commande 73 du commutateur de décharge 70 par l'intermédiaire de la résistance 75 une tension de polarisation positive ayant une valeur telle que la voie de commutation 71,72 de ce commutateur passe dans l'état conducteur parce que le condensateur d'allumage 56 a été charge au préalable par la source de courant continu 15 et par l'intermédiaire du convertisseur de tension continue 57.En conséquence, le condensateur d'allumage 56 peut se décharger par l'intermédiaire de cette v3ie de commutation 71, 72 et de l'enroulement primaire 62 du transformateur d'allumage 61. il en résulte qu'un choc de haute tension est produit dans l'enroulement secondaire 64 du transformateur dlallu- mage 61. Suivant la position du bras de contact 65, ce choc de haute tension est amené à l'une des bougies 66, 67, 68, 69 et est utilisé pour y produire une étincelle électrique. En raison du branchement 77 prévu à cet effet, la commande d'inyersion de la voie de commutation 71,72 du commutateur de décharge 70 provoque aussi la décharge du condensateur de contrôle 13. Cela a pour conséquence qu'il s'établit sur le condensateur de contrôle 13 une tension correspondant à la valeur de seuil de la diode 55 . l'armature dirigée vers le conducteur négatif 17 est négative vis-à-vis de l'armature située à l'opposé du conducteur négatif 17. En partant de cette valeur de tension, le condensateur de contrôle 13 est ensuite chargé à nouveau suivant une fonction exponentielle par la tension stabilisée prélevée sur la diode Zener 14 par l'intermédiaire de la résistance 22 à valeur ohmique relativement élevée.La tension se développant alors sur le condensateur de contrôle 13 produit aussi sur le condensateur 24 formant l'organe d'intégration 23 une valeur de tension qui diminue lorsque la vitesse de rotation du moteur à combustion interne augmente par suite des processus d'allumage qui se succèdent à de courts intervalles de temps. Le transistor 27 est déterminé de façon telle que lorsque le moteur à combustion interne atteint sa vitesse de rotation maximale, sa jonction émetteur-collecteur 34-37 passe dans l'état non conducteur. En effet, la tension régnant sur le condensateur 24 et, par suite, aussi sur le condensateur 30, ne suffit plus pour maintenir cette jonction émetteur-collecteur 34-37 dans l'état conducteur.Cette commande d'inversion de la voie émetteur-collecteur 34-37 du transistor 27 peut, par exemple, être utilisée dans le moteur à combustion interne pour couper l'allumage, interrompre l'amenée du carburant ou déplacer ltinstant ou point d'allumage conformément à des caractéristiques de gaz d'échappement déterminées. Dans l'exemple d'application représenté, le potentiel du point de connexion 41 se trouvant entre les résistances 41', 41" est remonté dans le sens positif lors du passage dans l'état non conducteur de la jonction émetteur-collecteur 34-37 du transistor 27. Lorsque ce point de connexion 41 atteint un potentiel déterminé ajuste à la vitesse de rotation maximale du moteur à combustion interne, la jonction émetteurcollecteur 42-45 du transistor d'entrée 38 du déclencheur de Schmitt passe dans ltétat non conducteur. Par suite, la jonction émetteur-collecteur 43-48 du transistor de sortie 39 passe dans l'état conducteur. En conséquence, le circuit électrique de l'é- metteur de signaux 49 est fermé.Cet émetteur produit donc un signal sonore, L'attention du chauffeur est ainsi attirée sur ce qu'il fait fonctionner le moteur à combustion interne audessus de la vitesse de rotation admissible. La figure 2 représente le circuit électrique de décharge du condensateur d'allumage 56 extrait de la figure 1. On vott que, en cas de besoin, le branchement 77 peut aussi titre raccordé à l'armature à charge négative du condensateur d'allumage 56. Le branchement 77 doit alors contenir une diode Zener 8Q.8Ollicitée dans le sens de blocage par le courant de décharge du condensateur de contrôle 13 pour éviter une décharge constante du condensateur de contrôle 13. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invent ion. REVENDICÂTIONS 1 - Dispositif pour contrôler la vitesse de rotation d'un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif d'allumage, caractérisé par un condensateur de contrôle branché pendant le fonctionnement sur une tension de charge stabilisée, un processus de commutation,servant dans le dispositif d'allumage à déclencher le processus d'allumage,étant utilisé en me temps pour la décharge du condensateur de contrôle lequel est en liaison avec un organe d'intégration à la suite duquel est branché un dispositif de commutation en fonction de la tension comportant une voie de commutation dont la commande d'inversion est fonction d'une valeur de tension déterminée réglée sur une vitesse de rotation maximale. 20- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la tension stabilisée destinée au condensateur de contrôle est prélevée sur une diode Zener branchée dans un circuit électrique raccordé à une source de courant continu. 3 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'anode de la diode Zener est reliée à un conducteur négatif partant de la source de courant continu, la cathode de cette diode Zener étant reliée, par l'intermédiaire d'une résistance, à un conducteur positif partant de la source de courant continu. 40- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la diode Zener est munie d'un condensateur branché en dérivation. 5 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la source de courant continu sert en mdme temps à alimenter le dispositif d'allumage. 6 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'une des bornes du condensateur de contrôle est reliée au conducteur négatif, l'autre borne étant reliée à la cathode de la diode Zener. 70- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le condensateur de contrôle est relié à la cathode de la diode Zener par l'intermédiaire d'une résistance. 80- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 6 caractérisé en ce qu'on utilise un condensateur en tant qu'organe d'intégration, l'une des bornes de ce condensateur étant reliée au conducteur négatif tandis que l'autre borne est reliée à la cathode d'une diode dont l'anode est reliée à la borne du condensateur de contrôle située à l'opposé du conducteur négatif. 90- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 6 et 8, caractérisé en ce que le dispositif de commutation en fonction de la tension comporte un transistor dont la base est en liaison avec la borne du epnden- sateur située à l'opposé du conducteur négatif, ce condensateur constituant l'organe d'intégration. 100- Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la base du transistor est reliée par l'intermédiaire d'une résistance au condensateur constituant l'ors gane d'intégration, la borne de la résistance dirigée vers la base étant en outre reliée au conducteur négatif par l'intermédiai re d'un condensateur. 11 - Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la base du transistor est reliée au conducteur négatif par l'intermédiaire d'une résistance de commande, de préférence réglable. 120- Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'une résistance dépendant de la température,avec un coefficient de température négatif, est branchée en dérivation sur la résistance de commande, une résistance fixe étant, de préférence, branchée en série avec cette résistance dépendant de la température 130- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 et 9 caractérisé en ce que la base du transistor est raccordée au conducteur positif par l'intermé diaire d'un condensateur & de préférence, d'une résistance bran- chée en série avec le condensateur. 140- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 6, 8 et 9, caractérisé en ce que la voie émetteur-collecteur du transistor constitue la voie de commutation du dispositif de commutation en fonction de la tension. 150- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 6, 8 et 9, caractérisé en ce que le collecteur du transistor est relié à l'entrée d'un déclencheur de Schmitt formant, à sa sortie, la voie de commutation du dis positif de commutation en fonction de la tension. 160- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 6, 8 et 9, caractérisé en ce que l'é- metteur du transistor est relié au conducteur négatif par l'intermédiaire d'une résistance et,également par l'intermédiaire d'une résistance, à la cathode de la diode Zener. 170- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications i, 2, 3, 6, 8, 9 et 15, caractérisé en ce que le collecteur du transistor est relié au conducteur positif par l'intermédiaire de deux résistances, branchées en série, le déclencheur de Schmitt contenant un transistor d'entrée ainsi qu'un transistor de sorti., la base du transistor d'entrée étant raccordée au point de connexion commun des deux résistances, son collecteur étant raccordé d'une part à une résistance reliée au conducteur négatif et, d'autre part, à la base du transistor de sortie, son émetteur étant raccordé d'une part à une résistance reliée au conducteur positif et, d'autre part, à l'émetteur du transistor de sortie, la jonction émetteur-collecteur du transistor de sortie constituant en outre la voie de commutation du dispositif de eommutation en fonction de la tension. 180- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 17, caractérisé en ce que la voie de commutation formée par la jonction émetteur-collecteur du transistor de sortie est branchée dans le circuit électrique d'un émeut~ teur de signaux d'avertissement. 190- Dispositif suivant la revendication 18, caractérisé en ce queltémetteur de signaux d'avertissement est un émetteur de signaux électro-acoustique. 200- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'allumage contient un condensateur d'allumage pouvant être chargé, ce condensateur étant déchargé à l'instant d'allumage par commande d'inversion dans l'état conducteur d'une voie de commutation appartenant à un commutateur électronique de décharge commandé, la décharge ayant lieu par l'intermédiaire de l'enroulement primaire d'un transformateur d'allumage, ce processus de commutation étant u tilisé simultanément pour assurer la décharge du condensateur de contrôle0 210 Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3-, 6 et 20, caractérisé en-ce qu'un branchement galvanique part de la borne du condensateur de contr8- le située à l'opposé du conducteur négatif et va au condensateur d'allumage, ce branchement contenant une diode sollicitée dans le sens de blocage par le courant de charge du condensateur d'allumage et, de préférence, une résistance branchée en série avec cette diode. 220- Dispositif suivant la revendication 21, caractérisé en ce que le branchement galvanique partant du condensateur de contrôle va à l'armature à charge pdsitive du condensateur d'allumage. 230- Dispositif suivant la revendication 21, caractérisé en ce que le branchement galvanique partant du condensateur de contrôle va à l'armature à charge négative du condensateur d'allumage et contient une diode Zener sollicitée dans le sens de blocage par le courant de décharge du condensateur de centrale. 24 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 20 et 21, caractérisé en ce qu'une diode dont l'anode est reliée au conducteur négatif est branchée en parallèle au condensateur de contrôle.