Brevet FR2121881A1 — publié le 19720825

L'invention se rapporte à un dispositif pour contrôler la vitesse de rotation d'un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif d'allumage, l'énergie d'allumage étant accumulée dans un condensateur d'allumage relié à un dispositif de charge et à un circuit électrique de de charge passant par un commutateur de décharge ainsi que par l1 enroulement primaire d'un transformateur d'allumage dont l'enroulement secondaire est relié à au moins une bougie d'allumage. Le moteur à combustion interne est muni d'un dispositif pour contrôler la vitesse de rotation de façon que ses éléments de construction relativement coûteux ne soient pas détruits par suite d'une surcharge à vitesse de rotation trop élevée. L'invention a pour but la construction d'un dispositif pour contrôler la vitesse de rotation d'un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif d'allumage à condensateur, ce dispositif de contrôle étant de construction simple et de fonctionnement sûr. L'invention concerne à cet effet un dispositif du type précité caractérisé en ce qu'il est prévu un condensateur de contrôle muni d'une résistance de décharge branchéeen dérivation, le condensateur de contrôle étant en outre relié à un organe d'intégration, un dispositif de commutation, fonction de la tension, étant en outre branché à la suite de l'organe d'intégration, ce dispositif de commutation comportant une voie de commutation dont la commande d'inversion dépendd'une valeur de tension électrique de commande déterminée et réglée sur une vitesse de rotation maximale, la charge du condensateur de contrôle étant finalement assurée en utilisant des impulsions prélevées sur un branchement allant au condensateur d'allumage se chargeant au moyen du dispositif de charge, ces impulsions se produisant, dans le domaine de vitesses de rotation considéré, suivant un nombre constant à chaque tour de l'arbre d'entralne- ment appartenant au moteur a combustion interne. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et du dessin annexé représentant un exemple de réalisation de l'invention, la figure unique étant un schéma d'ensemble du circuit du dispositif de contrôle asso cié à un dispositif d'allumage. Sur la figure, la référence numérique Il dési gne un dispositif d'allumage, la référence 12 désignant un dispositif pour contrôler la vitesse de rotation, celui-ci étant en liaison de fonctionnement avec le dispositif d'allumage 11. Les dispositifs d'allumage 11 et de contrôle 12 de la vitesse de rotation appartiennent à un moteur à combustion interne non représenté et servant, par exemple, à la commande d'entrainement d'un véhicule automobile, la vitesse de rotation du moteur devant être contrôlée au moyen du dispositif 12. Le dispositif 12 pour contrôler la vitesse de rotation contient un condensateur de contrôle 13 muni d'une résistance de décharge 14 branchée en dérivation. L'une des bornes du condensateur de contrôle 13 est en outre reliée à un conducteur de référence 16 raccordé en 15 à la masse. L'autre borne du condensateur de contrôle 13 est reliée à un conducteur de prélèvement 17 servant à amener des impulsions. Le conducteur de prélèvement 17 contient une diode 18 sollicitée dans le sens de passage par les dites impulsions. Deux résistances 19, 20 branchées en série et formant un diviseur de tension, sont en outre prévues dans le conducteur de prélèvement 17 entre la diode 18 et le condensateur de contrôle 13. Le point de connexion commun 21 des deux résistances i9, 20 est raccordé à la cathode d'une diode Zener 22 dont l'anode est reliée au conducteur de référence 16. De plus, le condensateur de contrôle 13 est relié à un organe d'intégration 23. Dans le cas préféré, l'organe d'intégration 23 se compose d'un condensateur 24 dont l'une des bornes est reliée au conducteur de référence 16. L'autre borne du condensateur 24 est reliée à l'entrée de commande 25 d'un dispositif de commutation 26 agissant en fonction de la tension ainsi que, par l'intermédiaire d'une diode 27 sollicitée dans le sens de passage par les impulsions amenées au conducteur de référence 16, à la borne du condensateur de contrôle 13 située à l'opposé du conducteur de férence 16. Le condensateur 24 est judicieusement relié à l'entrée de commande 25 du dispositif de commutation 26 par l'intermédiaire d'une résistance 28 limitant le courant de commande.Pour fixer la valeur de la tension électrique de commande devant correspondre à une vitesse de rotation maximale du moteur à combustion interne et dont ltetablissement doit entraîner l'inversion du dispositif de commutation 26, il est recommandé de prévoir une résistance de calibrage 29 entre l'entrée de commande 25 et le conducteur dè référence 16. Pour que cette valeur de tension de commande demeure suffisamment constante, même en cas de variations de température, une résistance 30 dépendant de la température avec un coefficent de température négatif est branchée en parallèle à la résistance de calibrage 29. En outre, une résistance réglable 31 est branchée en série avec le montage en parallèle se composant des résistances 29, 30.Au moyen de la résistance 31, on peut de façon simple adapter la dite valeur de la tension de commande au dispositif de commutation 26 utilisé. Dans l'exemple d'application préféré, le dispositif de commutation 26 est constitué par un thyristor 32. L'entrée de commande 25 est formée par l'électrode de commande 33 du thyristor 32. La voie de commutation est formée entre l'anode 34 du thyristor 32 et sa cathode 35 reliée au conducteur de référence i6. Cette voie de commutation passe dans l'état conducteur dès que la valeur de tension de commande mentionnée précédemment existe entre l'électrode de commande 33 et la cathode 35. Dans le cas préféré, la voie de commutation 34-35 du dispositif dé commutation 26 formé par le thyristor 32 est branchée dans le circuit électrique d'un émetteur de signaux électro-acoustique 38. Ce circuit peut être alimenté par une source de courant continu 37 et passe par le conducteur de référence 16 ainsi que par un conducteur d'alimentation 36. Le conducteur de référence 16 va au pôle négatif de la source de courant continu 37, tandis que le conducteur d'alimentation 36 va au pôle positif de cette source en passant par un interrupteur de service (interrupteur d'allumage) 39. La source de courant continu 37 peut, par exemple ,être constituée par la batterie du véhicule automobile. L'émetteur de signaux 38 contient un électroaimant 40, un générateur sonore 41, réalisé par exemple sous forme de membrane et pouvant être mise en vibration par l'électro-aimant 40. L'émetteur 38 contient également un contact d'interruption 42. Le contact d'interruption 42 qui , sous la dépendance du générateur sonore-oscillant 41, ouvre et ferme le circuit électrique de l'émetteur de signaux 38, forme un montage en série avec l'enroulement 40' de l'électro-aimant 40 ainsi qu'avec la voie de commutation 34-35 du dispositif de commutation 26. Un condensateur 43, branché en parallèle à la voie de commutation 34-35, évite l'établissement de pointes de tension élevées sur la voie de commutation 34-35. Le dispositif d'allumage il comporte un con densateur d'allumage 44 dans lequel est accumulée l'énergie d'allumage. Le condensateur d'allumage 44 peut être chargé au moyen d'un dispositif de charge 45 qui, dans le cas préféré, est constitué par un convertisseur de tension continue en soi connu. La première borne d'entrée 471 du dispositif de char ge 45 formé par le convertisseur de tension continue est reliée au pôle négatif de la source de tension continue 37 par l'inter médiaire du conducteur de référence 16. La seconde borne d'entrée 47" du dispositif de charge 45 est, k > rsque l'interrupteur de service 39 est fermé, reliée au pôle positif de la source de tension continue 37.En outre, la première borne de sortie 48w du dispositif de charge 45 formé par le convertisseur de tension continue est reliée à l'armature à charge négative du condensa teur d'allumage 44 par l'intermédiaire du conducteur de référence 16 et de l'enroulement primaire 49 d'un transformateur d'allu mage 50. La seconde borne de sortie 48" du dispositif de charge 45, connectée par un redresseur de charge 51, est reliée à l'ar mature à charge positive du condensateur d'allumage 44. L'une des extrémités de l'enroulement secon daire 52 appartenant au transformateur d'allumage 50 est reliée au conducteur de référence 16. L'autre extrémité de l'enroule ment 52 est reliée à un bras de contact 53 appartenant à un distributeur d'allumage non représenté. A l'aide du bras de contact 53, l'enroulement secondaire 52 peut être relié à l'une quelconque desquatre bougies d'allumage 54, 55, 56, 57 raccordées d'un côté au conducteur de référence 16. Outre l'enroulement primaire 49 du transforma teur d'allumage 50, un thyristor 58 utilisé en tant que commuta teur de décharge appartient aussi au circuit électrique de décharge du condensateur d'allumage 44. L'anode 59 du thyristor 58 est reliée à l'armature à charge positive du condensateur d'allumage 44 tandis que la cathode 60 de ce thyristor est reliée au conducteur de référence 16. L'électrode de commande 62 du thyristor 58 est reliée à un capteur de commande 63 raccor dé au conducteur de référence 16 et, par l'intermédiaire d'une résistance 64 et lorsque l'interrupteur de service 39 est fermé, au pôle positif de la source de courant continu 37.Le capteur de commande 63 est constitué par un rupteur 65 à commande par came en soi connu et qui est en liaison de fonctionnement avec des moyens de commutation non représentés évitant le déclenchement d'un processus d'allumage lors du rebondissement des contacts (par exemple suivant l'O.S. allemand 1 539 168), Le convertisseur de tension continue constituant le dispositif de charge 45 peut correspondre à une réalisation en soi connue (par exemple suivant le brevet allemand 1 208 119 qui, avant chaque processus d allumage, ne fournit qu'une impulsion de charge. Dans ce cas, il est recommandé de conduire le conducteur de prélèvement 17 à une prise d'impulsions 668 reliée à l'anode du redresseur de charge 51. Toutefois, le convertisseur de tension continue constituant le dispositif de charge 45 peut aussi correspondre à une réalisation en soi connue (par exemple suivant l'O.S. allemand 1 539 168) qui, avant chaque processus d'allumage, fournit plusieurs impulsions de charge, le nombre de ces impulsions décroissant cependant lorsque la vitesse de rotation du moteur à combustion interne s'élève. Dans ce cas, le conducteur de prélèvement 17 est judicieusement conduit à une prise d'impulsion 66tel reliée à l'armature à charge négative du condensateur d'allumage 44. En liaison avec le dispositif allumage li, le dispositif 12 pour contrôler la vitesse de rotation fonctionne comme indiqué ci-après Après la fermeture de l'interrupteur de service 39, le dispositif d'allumage 11 et le dispositif 12 pour contrôler la vitesse de rotation sont prêts à fonctionner. Si -a l'instant du point d'allumage, le rupteur 65 est ouvert, il parvient à l'électrode de commande 62 du thyristor 58,constituant le commutateur de déchargeeune tension de polarisation positive suffisamment élevée pour que la voie anode-cathode 59-60 de ce thyristor passe dans l'état conducteur étant donné que le condensateur d'allumage 44 a été chargé au préalable à partir de la source de courant continu 37 et par l'intermédiaire du convertisseur de tension continue 45.Le condensateur d'allumage 44 peut donc se décharger par l'intermédiaire de la voie anode-cathode 59-60 ainsi que de l'enroulement primaire 59 du transformateur d'allumage 50. il en résulte la production d'un choc de haute tension dans l'enroulement secondaire 52 du trans formateur d'allumage 50 En fonction de la position du bras de contact 53, ce choc de haute tension est amené à l'une des bougies d'allumage 54, 55, 56, 57 et y est utilisé pour produire une étincelle électrique. On suppose maintenant que le convertisseur de tension continue utilisé en tant que dispositif de charge fournit une impulsion de charge unique avant chaque processus d'allumage, le conducteur de prélèvement 17 étant raccordé à la prise d'impulsions 66'. En-conséquénce, dans l'exemple d'application choisi, quatre processus d'allumage sont déclenchés à chaque tour de l'arbre d'entraînement (vilebrequin) du moteur à combustion interne, quatre impulsions de charge étant ainsi fournies à chaque tour. Lors de l'établissement d'une telle impulsion de charge, une impulsion arrive simultanément au condensateur de contrôle 13 en passant par la prise d'impulsions 66', la diode 18 et les résistances 19, 20 du diviseur de tension.La diode Zener 22 intervient pour que ces impulsions, qui chargent le condensateur de contrôle 13, aient la mëme valeur de crête. En conséquence, il s'établit sur le condensateur de contrôle 13 des tensions de charge dont la valeur, compte tenu de la décharge constante par l'intermédiaire de la résistance de décharge 14, dépend du nombre des: impulsions amenées et, par suite, de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne. Sur l'organe d'intégration 23, c'est-à-dire sur le condensateur 24 dans le cas d'application considéré, il s'établit, en fonction de ces tensions de charge, une valeur moyenne croissant avec la vitesse de rotation. Si lton atteint alors la valeur de tension de commande réglée sur une vitesse de rotation maximale, il se produit une commande d'inversion du dispositif 26 de commutation en fonction de la tension. Dans l'exemple d'application considéré, l'électrode de commande 33 du thyristor 32 constituant le dispositif de commutation 26 est plarisée positivement par rapport à la cathode 35 dans une mesure telle que la voie anode-cathode (voie de commutation) 34-35 passe dans l'état conducteur. Le circuit électrique de l'émetteur de signaux électro-acoustique 38 est ainsi fermé et l'émission d'un signal acoustique attire l'attention sur ce que le moteur à combustion interne fonctionne dans le domaine de la vitesse de rotation maximale admissible. Le circuit électrique de l'émetteur de signaux 38 est couplé lorsque le potentiel de commande de l'électrode de commande 33 est insuffisant et lors de ltouverture du contact d'interruption 42. On va maintenant supposer que le convertisseur de tension continue utilisé en tant que dispositif de charge 45 fournit avant chaque processus d'allumage plusieurs impulsions de charge pour le condensateur allumage 44, le nombre de ces impulsions diminuant cependant lorsque la vitesse de rotation du moteur à combustion interne siélève. Le conducteur de prélèvement 17 est raccordé à la prise d'impulsions 66". Dans ce cas, l'impulsion destinée au condensateur de contrôle 13 est obtenue à partir du processus d'oscillation qui se produit lors du déroulement du processus d'allumage par suite de la coopération du condensateur d'allumage 44 avec l'enroulement primaire 49.Lors de ce processus d'oscillation, en effet, l'armature du condensateur d'allumage 44 chargée au préalable négativement par le dispositif de charge 45 est chargée positivement. il en résulte que lors de l'écoulement de cette charge positive, il s'établit un bref passage de courant au conducteur de référence 16 par l'intermédiaire de l'enroulement primaire 49 ainsi que, également au conducteur de référence 16, par l'intermédiaire de la prise d'impulsions 66", du conducteur de prélèvement 17, de la diode 18, des résistances 19, 20 du diviseur de tension et du condensateur de contrôle 13. Dans le cas présent, ce bref passage de courant est utilisé en tant qu impulsion pour le condensateur de contrôle 13. L'exploitation de telles impulsions par le dispositif 12 pour contrôler la vitesse de rotation a lieu de façon similaire à ce qui a déjà été décrit en détail précédemment. En faisant usage des dispositions conformes à l'invention, on obtient pour le contrôle de la vitesse de rotation des impulsions qui se différencient de façon suffisamment nette des impulsions parasites produites dans I'installation. I1 est évident que le dispositif 26 de commutation en fonction de la tension peut etre constitué différemment, par exemple à la manière d'un déclencheur de Schmitt. Ce dispositif peut alors être utilisé, lorsqu'on atteint la vitesse de rotation maximale, pour couper 17allumage ou interrompre l'amenée du carburant ou encore pour déplacer le point d'allu mage suivant des caractéristiques déterminées des gaz d'échappement. il est évident qu'on peut aussi prévoir plusieurs dispositifs du type décrit pour contrôler la vitesse de rotation. I1 y a alors lieu de raccorder les conducteurs de prélèvement des autres dispositifs de contrôle de vitesse de rotation au point de connexion 21 se trouvant entre les résistances 19, 20 du diviseur de tension du dispositif de contrôle de vitesse de rotation 12 représenté. Bien entendu l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir diautres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Dispositif pour contrôler la vitesse de rotation d'un moteur à combustion interne équipé d'un dispositif d'allumage, l'énergie d'allumage étant accumulée dans un condensateur d'allumage relié à un dispositif de charge et à un circuit électrique de décharge passant par un commutateur de décharge ainsi que par l'enroulement primaire d'un transformateur d'allumage dont l'enroulement secondaire est relié, à au moins une bougie d'allumage, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un condensateur de contrôle (13) muni d'une résistance de décharge (14) branchée en dérivation, ce condensateur de contrôle (13) étant en outre relié à un organe d'intégration (23), un dispositif (26) de commutation, fonction de la tension, étant en outre branché à la suite de l'organe d'intégration (23) ce dispositif de commutation comportant une voie de commutation (34-35) dont la commande d'inversion dépend d'une valeur de tension électrique de commande déterminée et réglée sur une vitesse de rotation maximale, la charge du condensateur de contrôle (13) étant finalement assurée en utilisant des impulsions prélevées sur un branchement allant au condensateur d'allumage (44) se chargeant moyen du dispositif de charge (45), ces impulsions se produisant, dans le domaine de vitesses de rotation considéré, suivant un nombre constant, à chaque tour de l'arbre d'entraînement appartenant au moteur à combustion interne. 20) Dispositif suivant la revendication l, caractérisé en ce que l'une des bornes du condensateur de contrôle (13) est reliée à un conducteur de référence (16), l'autre borne de ce condensateur étant reliée à un conducteur de prélèvement (17) amenant les impulsions et contenant au moins une diode (18) sollicitée dans le sens de passage par ces impulsions. 30) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que deux résistances (19, 20) d'un diviseur de tension sont branchées dans le conducteur de prélèvement (17) entre la diode (18) et le condensateur de contrôle (13), un branchement allant du point de connexion commun (21) de ces deux résistances (19, 20) du diviseur de tension au conducteur de référence 16, ce branchement contenant une diode Zener (22)sollicitée dans le sens de blocage par les impulsions amenées au condensateur de contrôle (13). 4 ) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on utile en tant qu'organe d'intégration (23) un condensateur (24), l'une des bornes de ce condensateur étant reliée au conducteur de référence (16), tandis que son autre borne est reliée à l'entrée de commande (25) du dispositif (26) de commutation en fonction de la tension ainsi que, par l'intermédiaire d'une diode (27) sollicitée dans le sens de passage par les impulsions amenées au condensateur de contrôle (13), à la borne du codensateur de contrôle (13) située à l'opposé du conducteur de référence (16). 50) Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe d'intégration (23) est relié par l'intermédiaire d'une résistance (28) à l'entrée de commande (25) du dispositif (26) de commutation en fonction de la tension. 60) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications i et 2, caractérisé en ce qu'un branchement va de l'entrée de commande (25) du dispositif (26) de commutation en fonction de la tension au conducteur de référence (î6), ce branchement contenant au moins une résistance de calibrage (29). 70) Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'une résistance (30) dépendant de la température avec un coefficient de température négatif est branchée avec la résistance de calibrage (29), cette résistance dépendant de la température étant, de préférence, branchée en dérivation sur la résistance de calibrage (29). 80) Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'une résistance réglable (31) est branchée avec la résistance de calibrage (29) cette résistance réglable étant, de préférence, branchée en série avec la résistance de calibrage (29). 9 ) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications l et 2, caractérisé en ce qu'un thyristor est utilisé en tant que dispositif de commutation (26) dépendant de la tension, l'électrode de commande (33) de ce thyristor constituant l'entrée de commande (25), la voie de commutation étant formée entre l'anode (34) du dit thyristor et sa cathode (35) reliée au conducteur de référence (16). 100) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 2- et 9, caractérisé en ce que la voie de commutation (34-35) du dispositif(26) de commutation, en fonction de la tension, constitué par le thyristor (32) est branché dans le circuit électrique, alimenté en courant continu, d'un émet teur de signaux électro-acoustique (38), ce circuit contenant un électro-aimant (40), un générateur sonore (41) pouvant être mis en oscillation par l'électro-aimant (40) et un contact d'inter ruption (42) branché en série avec l'enroulement (40') de l'électro-aimant (40) et qui ouvre et ferme le circuit électrique de l'émetteur de signaux (38) sous la dépendance du générateur sonore oscillant (41). 110) Dispositif suivant l!une quelconque des revendications l et 2, caractérisé en ce que, pendant le fonc tionnement, l'entrée (47', 47") du dispositif chargé (45) est reliée à une source de courant continu (37), la sortie (48w, 48") de ce dispositif étant reliée au condensateur d'allumage (44) par l'intermédiaire d'un redresseur de charge (51), l'armature à charge négative du condensateur d'allumage (44) étant reliée par l'intermédiaire du conducteur de référence (16) à la sortie (48t) du dispositif de charge (45), ce dispositif de charge (45) étant en outre constitué par un convertisseur de tension con tinue. 120) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 11, caractérisée ce que, en tant que dispositif de charge (45), on utilise un convertisseur de ten sion continue fournissant avant chaque processus d'allumage le même nombre d'impulsions de charge, de préférence seulement une impulsion de charge,et en ce que le conducteur de prélèvement (1-7) est raccordé au branchement contenant le redresseur de char ge et allant à l'armature à charge positive du condensateur d'allumage (44) c'est-à-dire que le conducteur de prélèvement (17) est raccordé à l'anode du redresseur de charge (51). 130) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 11, caractérisé en ce que, en tant que dispositif de charge (45) on utilise un convertisseur de tension continue fournissant avant chaque processus d'allumage plusieurs impulsions de charge, le nombre de ces impulsions décroissant cependant lorsque la vitesse de rotation du moteur à combustion interne s'élève, et en ce que le conducteur de prélèvement (17) est raccordé au branchement allant à l'armature à charge néga tive du condensateur d'allumage (44).