Brevet FR2329106A1 — publié le 19770520

L'invention concerne un montage pour générateur d'impulsions inductif, notamment pour installations d'allumage de moteurs à combustion interne, comportant une source d'énergie et un organe de stockage énergie relié à cette source et fournissant à une bougie d'allumage, au point d'allumage et à l'aide d'un élément de commutation électronique, l'énergie d'allumage qu'il a stockée au préalable, un générateur d'impulsions qui produit la tension de commande étant relié au circuit de commande de 1'élément de commutation pour le mettre en action. Avec de tels montages, il est nécessaire que le générateur d'impulsions fournisse une tension de commande même lorsque le moteur à combustion interne fonctionne au ralenti, cette tension étant suffisante pour mettre en action ltélément de commutation et déclencher ainsi le processus d'allumage. Dans un montage connu, le générateur d'impulsions inductif est raccordé, par l'intermédiaire d'une voie à diodes, à la voie de commande d'un thyristor disposé dans le circuit de décharge d'un condensateur d'allumage (Os 1 763 306). Au point d'allumage, le thyristor est commute' dans l'état conducteur par le générateur d'impulsions, de telle sorte que le condensateur d'allumage, chargé au préalable, peut se décharger brusquement par llintermédiaire de l'enroulement primaire d'une bobine d'allumage et de la voie de commutation du thyristor. L'impulsion de haute tension, ainsi induite dans l'enroulement secondaire de la bobine d'allumage, est envoyée à une bougie pour produire une étincelle d'allumage Ce montage a pour inconvénient que la commutation du thyristor ne peut avoir lieu que si la tension de commande du-générateur d'impulsions depasse de 1,6 V environ la tension de seuil de la diode et celle du thyristor. Pour produire cette tension, il faut une vitesse de rotation relativement élevée. Cette vitesse, dite d'enclenchement, de l'installation d'allumage est encore plus élevée lorsque, par exemple, pour obtenir un réglage échelonné du point d'allumage, le générateur d'impulsions est relié par l'intermédiaire d'un pont redresseur au circuit de commande de l'élément de commutation ou lorsque le générateur d'impulsions est disposé sur le moyeu de la roue polaire d'une magnéto et fonctionne avec la faible vitesse périphérique correspondante du système magnétique. L'invention a pour but de réduire de façon radicale, par des dispositions de montage appropriées, la vitesse de rotation d'enclenchement du montage, le générateur inductif demeurant inchangé. A cet effet, l'invention concerne un montage du type ci-dessus, caractérisé en ce qu'une borne du générateur d'impulsions est raccordée a la prise d'un diviseur de tension relié à la source d'énergie et constitué par une résistance et une voie à diodes reliées,côté cathode, au potentiel de -référence de l'élément de commutation, l'autre borne du générateur étant reliée à une élestrode de commande du circuit de commande. Dans le cas d'une installation d'allumage à condensateur, on utilise un thyristor en tant qu'élément de commutation dans le circuit de décharge du condensateur d'allumage, la cathode de ce thyristor et la cathode de la voie à diodes du diviseur de tension mentionné précédemment étant reliées à la masse et donnant le potentiel de référence, à l'électrode de commande du thyristor étant directement reliée à une borne du générateur. Par contre, dans le cas d'une installation d'allumage à bobine, on utilise un transistor en tant qu'élément de commutation électronique, la voie de commande de ce transistor étant shuntée au point d'allumage au moyen d'un transistor de commande, ce qui commute ce transistor dans l'état de blocage. Dans ce cas, suivant un autre mode de réalisation de l'invention, la base du transistor de commande est reliée à une borne du générateur et l'émetteur du transistor de commande, qui donne le potentiel de référence, est relié à la masse, de même que l'anode de la voie à diodes branchée dans le diviseur de tension. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 représente une installation d'allumage à condensateur alimentée par une magnéto et commandée par un générateur d'impulsions inductif - la figure 2.représente une installation d'allumageà bobine alimentée par une batterie d'accumulateurs, la tension de commande étant produite par un générateur d'impulsions inductif. La figure 1 est un schéma d'une installation d'allumage à condensateur, pour un moteur à combustion interne à un seul cylindre, cette installation étant alimentée par une magnéto 10. Celle-ci est constituée par une roue polaire 11, entraînée en rotation et comportant plusieurs aimants permanents 12, ainsi que par un induit de charge 13 comportant un enroulement de charge 14 disposé sur un noyau en fer. Un condensateur d'allumage 16 est raccorde Â l'enroulement de charge 14 par l'inter mdiaire d'une diode de charge 15. L'enroulement primaire 17a d'un transformateur d'allumage 17 est disposé, en parallèle au condensateur d'allumage, dans un circuit électrique oit circuit de décharge.Un thyristor 18 est disposé en série avec l'enroulement t primaire 17a, ce thyristor constituant l'élément de commutation electronique destiné à déclencher l'allumage. L'enroulement secondaire 17b du transformateur d'allumage 17 alimente une bougie d'allumage 19. La cathode qui donne le potentiel de reférence d thyristor le est reliée à la masse, de même qu'une borne du condensateur d'allumage 16 t une borne de ltenroulement de charge 14. La commande du thyristor 18 est assurée au noyez d'un générateur 'impulsions inductif 20 dont l'enroul ment gené rateur 21 est soumis à l'action d'une pièce directrice des lignes de forces 22 tournant avec la roue polaire 11.L'une des bornes du générateur d'impulsions 20 est raccordée à une prise 23 dtun diviseur de tension soumis au potentiel positif du condensateur d'allumage 16, ce diviseur de tension étant constitué par une résistance 24 et une diode 25 dont la cathode est reliée -' la nassi- L'autre borne du générateur est directement reliée à l'électrode de commande 18a du thyristor 18 Le n ode CJe fonctionnement de l'insta lation d'allumage représentée sur la figure 1 est tel que, lorsque le moteur à combustion interne tourne, la roue polaire li tourne, une tension alternative étant ainsi induite dans l'enroulement de charge 14. Les demi-ondes négatives de cette tension alterna ive -sont bloquées par la diode de charge 15. Les demi-ondes positives arrivent au condensateur d'allumage 16 par l'intermédiaire de la diode de charge 15. Suivant la conception de l'installation d'allumage, le condensateur d'allumage 16 est chargé par une, creux ou un plus grand nombre de demi-ondes de charge positives. A point d'allumage > le générateur d'impulsions 20 produit une impulsion de commande positive qui arrive à l'électrcde de commande laya du thyristor 18 et commute ce thyristor dans l'état conducteur. Le condensateur d'allumage 16 est ainsi déchargé brusquement par l'intermédiaire de l'enroulement primaire 17a du transformateur d'allumage 17 et de la voie de commutation du thyristor 18. La forte variation de courant ainsi produite dans l'enroulement primaire 17a engendre une impulsion de haute tension dans l'enrou- lement secondaire 17b. Cette impulsion provoque une étincelle d'allumage sur la bougie d'allumage 19. Le moteur à combustion interne continue ainsi à tcurner de lui-meme et le processus de charge et de décharge du condensateur d'allumage 16 se répète à chaque tour de la roue polaire 11. Pour réduire le plus possible la vitesse de rotation de ralenti du moteur à combustion interne ainsi que la dépense de mise en oellvre du générateur d'impulsions 20, il faut que le thyrlst 25, ce diviseur étant soumis au potentiel positif d'une source d'énergie7 constituée dans le cas présent par le condensateur d'allumage. La prise 23 de ce diviseur de tension est reliée à l'une des bornes du générateur d'impulsions 20.Avec cette disposition, le potentiel régnant sur la voie de commande du thyristor 18 est relevé à la tension de seuil de la diode 25 avant meme que le générateur d'impulsions 20 ait produit une tension. Dans l'exemple considéré, la tension de seuil de la diode 25 est égale a' 0,6 V, de telle sorte que l'allumage a déjà lieu avec une tension de conmande du générateur d'impulsions 20 égale à 0,4 V. Avec cette disposition, on peut réduire la vitesse de rotation d'enclenchement égale à 250 tours/mn dans le cas du branchement direct du générateur, à 8O tours/mn dans le cas du dispositif de commutation conforme à l'invention. La pièce directrice 22 est alors disposée suivant un diamètre de 50 mm. La figure 2 représente une installation d'allumage à bobine destinée à un moteur à combustion interne, dans laquelle l'énergie d'allumage est prélevée dans une batterie d'accumulateurs 30. L'organe de stockage d'énergie de cette installatirr d'allumage est constitué par une bobine d'allumage 31 dont l'enrc,u- lement primaire 31a est relié, en série avec la voie de commutation d'un transistor 32, en montage Darlington, à la batterie 30. Dans ce cas également, l'enroulement secondaire 31b de la bobine d'allumage 31 est relié à une bougie 33. Une résistance 35 est branchée en parallèle à la voie base-collecteur du transistor Darlington 32. La voie de commutation d'un transistor de commande 34 est branchée en parallèle à la voie base-émetteur du transistor 32. La base du transistor de commande 34 est reliée à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 37 ainsi qu'à une borne de l'enroulement primaire 31a par l'intermédiaire d'une autre résistance 38. La commande de l'installation d'allumage est assurée, dans ce cas également, au moyen d'un générateur dtimpul5ions inductif 39. Ce générateur d'impulsions 39 est relié à la voie de commande du transistor de commande 34 par l'intermédiaire d'un pont redresseur 40.Entre le générateur d'impulsions et le pont redresseur est disposée une diode Zener 41 destinée au réglaae du point d'allumage en fonction de la vitesse de rotation. Ia sortie positive du pont redresseur 40 est alors reliée à la connexion de base 34a du transistor de commande 34, tandis que la sortie négative est reliée à la prise 42 d'un diviseur de tension formé par une résistance 43 et deux diodes 44 branchées en série, ce diviseur étant directement alimenté par la batterie d'accumulateurs 32. Le mode de fonctionnement de cette installation d'allumage est tel que le transistor Darlington 33 est commandé dans 11 état conducteur par la tension de la batterie d'accwou- lateurs 30 et par l'intermédiaire de la résistance 35. Le courant qui passe dans l'enroulement primaire 31a y établit un fort champ magnétique. A l'instant d'allumage, le générateur d'impulsions 39 produit une impulsion de tension qui, par l'intermédiaire du pont redresseur 40, arrive à la base du transistor de commande 34 et commute ce transistor dans l'état conducteur. La voie de commande du transistor Darlington 32 est ainsi mise en court-circuit. Ce transistor Darlington 32 est bloqué et coupe donc le courant primaire dans la bobine d'allumage 31.Le champ magnétique disparaît alors brusquement en produisant dans l'enroulement secondaire 31b une impulsion de haute tension cui provoque une étincelle d'allumage sur la bougie 33. L'ivpulsion de tension produite simultanément dans l'enroulement primaire 31a arrive, par l'intermédiaire des résistances 37 et 38, sous forme affaiblie, à la base du transistor de commande 34 et garantit. que ce transistor reste dans l'étant conducteur pendant le processus d1allumage. Dans ce cas, la vitesse de rotation d'enclenchement de l'installation est déterminée par plusieurs voies à diodes disposées dans le circuit de commande. Pour obtenir la plus faible vitesse de rotation d'enclenchement possible, il est prévu deux diodes 44 dans le diviseur de tension, ces diodes correspondant à une chute de tension totale de 1,2 V. Ainsi, le potentiel de la prise 42 du diviseur de tension est relevé de cette valeur par rapport au potentiel de référence régnant sur l'émetteur du transistor de commande 34. En conséquence, le générateur d'impulsions 39 peut mettre le transistor de commande 34 en action dès que sa tension atteint la tension de seuil de la-diode Zener 41 et celle de la voie hs se-émetteur du transistor de commande 34. Avec cette disposition,- on peut réduire la vitesse de rotation c 'enclenchement c'un moteur à combustion interne de 450 tours/mn, dans le cas du raccord direct du pont redresseur Z à la voie de commande du transistor 34, à 120 tours/mn et moins La diode Zener-41 sert à assurer le réglage du point d'allumage en bloquant, dans le clomaine des faibles vitesses de rotation, une première demi-onde positive du générateur d'impulsions 39 et en laissant, au contraire, passer la demi-onde négative qui suit et qui, par l'intermédiaire du pont redresseur 40, commute le transistor de commande 34. Cependant, à une vitesse de rotation déterminée, la valeur de crete de la demi-onde positive du générateur d'impulsions 39 dépasse la tension de Zener de la diode 41 et arrive, également . par l'intermédiaire du pont redresseur 40, à la voie de commande du transistor 34. I1 en résulte que, dans le domaine des vitesses de rotation élevées, le point d'allumage est déplacé par un saut en direction de l'avance à l'allumage. L'invention n'est pas limitée aux deux exenples de réalisation représentés. En effet, on peut Iiti3iser, au choix, l'allumage par bobine et l'allumage par condensateur, les sources d'énergie constituées par le magnéto et la batterie d'accumulateurs, ainsi que divers éléments de commutation élec troniques. Il est cependant essentiel pour l'invention que le générateur d'impulsions soit, d'une part, raccordé à un diviseur de tension raccordé au pôle positif d'une source d'énergie et comportant, d'autre part, une prise à tension le plus possible constante, ce qui permet de compenser dans une large mesure les chutes de tension dans le circuit alimenté par le générateur d ' impulsions . I1 est alcrs sans importance que le circuit de commande comporte un redresseur demi-onde ou pleine-onde ou menue qu'il n'y ait pas de redresseur. I1 faut cependant que la tension régnant à la prise du diviseur de tension soit accordée avec le dispositif redresseur du circuit de commande. 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 formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C X T I O N S 1 ) Montage pour générateur d'impulsions inductif, notamment pour installations d'allumage de moteurs à combustion interne, comportant une source d'énergie et un organe de stockage d'énergie relié à cette source et fournissant à une bougie d'allumage, au point d'allumage et à l'aide d'un élément de commutation électronique, l'énergie d'allumage qu'il a stockée au préalable, un générateur d'impulsions qui produit 1 tension de commande étant relié au circuit de commande de l'élément de commutation pour le mettre en action, montage- caractérisé en ce qu'une borne du générateur d'impulsions (20, 39) est raccordée directement ou par l'intermédiaire d'organes de commutation (40) à la prise (23, 42) d'un diviseur de tension relié à la source d'énergie (10, 16, 30) et constitué par une résistance (24, 43) et une voie à diodes (25, 44) reliée, caté cathode, au potentiel de référence de l'élément de commutation (18, 32, 34), l'autre borne du générateur étant reliée à une électrode de commande (18a, 34a) du circuit de commande. 20) Montage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de commutation électronique est un thyristor (18), l'une des bornes du générateur d'impulsions (20) étant reliée à l'électrode de commande (18a) de ce thyristor. 30) Montage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la voie à diodes comporte au moins une diode (25). 40) Montage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de commutation est un transistor (32) dont la connexion de base est reliée à une borne du générateur d'impulsions (39) par l'intermédiaire d'un transistor de commande (34) dont la base est reliée directement ou par l'intermédiaire d'organes de commutation (40) à la borne du générateur d'impulsions (39). 50) Montage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le générateur d'impulsions (39) est relié à l'entrée d'un redresseur pleine-onde (40) dont l'une des sorties de courant continu (42) est raccordée au diviseur de tension (43, 44) et dont l'autre sortie de courant continu est raccordée à l'électrode de commande (34a) du circuit de commande.