Brevet FR2374527A1 — publié le 19780713

La présente invention a pur--0bjet un procedé et un dispositif d'obtention d'une avance automatique d'allumage, en fonction de la vitesse de rotation et d'au moins un des paramètres de fonctionnement d'un moteur à combustion interne, notamment pour véhicules automobiles. De tels procédés et dispositifs de variation automatique de l'avance d'allumage du moteur à combustion interne sont connus, notamment par le brevet Français NO 1.586.882 et le certificat d'addition NO 72.36321 au nom de la demanderesse, dans lesquels on lie par une loi linéaire, ou non, suivant la loi d'avance désirée, d'une part, l'écart angulaire d entre une position de référence prise sur le volant moteur et une position variable dudit volant, et une tension U1 et, d'autre part, la vitesse de rotation du moteur et une autre tension U2 de manière que la tension un croissant avec l'écart angulaire ct à partir de la position de référence donnée et la tension U2 étant à une valeur déterminée en fonction de la vitesse, lorsque U1 coincide avec U2 on obtienne une impulsion -d'allumage qui déclenche l'étincelle à cet instant. Une tension U3 dépendante des variations de la dépression est ajoutée à lattens i on U1 de manière que lorsque les tensions U1 + U3 coïncident avec U2 on obtienne l'impulsion d'allumage. Dans ces procédes et dispositifs la tension U2 proportionnelle à la vitesse de rotation est obtenue par un générateur tachymétrique de réalisation telle que le filtrage nécessaire de ladite tension U2 amène un temps de réponse non néyligeable et en conséquence entraîne un retard pendant la phase d'sccélération et de l'avance pendant la phase de décélération. L'Objet de la présente invention est de remédier à cet inconvénient et elle concerne à cet effet, un procédé d'obtention d'une avance automatique d'allumage en fonction de la vitesse de rotation et d'au moins un des paramètres de fonctionnemen d'ùn moteur à combustion interne, notamment pour véhicules automobiles, caractérisé en ce qu'à partir d'une tension de référence VI, on génère une tension en dent de scie V2, de pente constante en fonction du temps, laquelle tension V2 est comparée à une pluralité de tensions de seuils et est transformée en une tension V3, de pente variable, dont les variations de pente et les seuils de variation sont déterminés, suivant la loi d'avance désirée, de manière que la tension V3, corrigée en fonction des variations du paramètre de fonctionnement, soit comparée à la tension de référence V1 pour délivrer un signal, lorsque les tensions V1 et V3 coincident, à un circuit logique qui commande l'instant de déclenchement de l'étincelle d'allumage. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus comporte un pont diviseur de tension délivrant la tension de référence V1, à partir de la source d'énergie, un générateur de tension qui, à partir de la valeur de la tension de référence V1, génère une tension en dent de scie V2 pendant la période déterminée par les signaux issus, et mis en forme, d'un détecteur de position qui coopère avec un disque entra;;- né en synchronisme avec l'arbre principal du moteur à combustion interne, un moyen de comparaison de ladite tension V2, à une pluralité de tensions de seuils, un générateur délivrant une tension V3, à pente variable par fraction, les variations de pente et les seuils étant fonction de la loi d'avance désirée, un capteur des variations d'au moins un des paramètres de fonctionnement du moteur, à combustion interne, lesquelles variations appliquées sous la forme d'une tension corrigent la valeur de la tension V3, un premier comparateur de la tension V3 et d'une tension correspondante aux basses vitesses de rotation du moteur, un deuxième comparateur qui fournit un signal lorsque les tensions V1 et V3 coincident, un circuit logique qui reçoit, d'une part, le signal issu du deuxième comparateur et, d'autre part, le signal issu des moyens de mise en forme, pour délivrer un signal de commande de l'instant de déclenchement d'allumage. La description qui va suivre en regard des dessins annexés fera mieux comprendre comment l'invention peut-être réalisée. La figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation de l'invention particulièrement adapté à un moteur quatre temps bicylindre à plat. La figure 2 représente un mode de réalisation préféré du dispositif objet de l'invention. La figure 3 représente l'allure des divers signaux en certains points du dispositif. Le dispositif automatique d'avance à l'allumage selon l'invention, plus particulièrement adapté à un moteur quatre temps bicylindre et représenté schématiquement par la figure 1, comprend un détecteur de position 1 sensible à la présence d'une pièce métallique. Celle-ci est constitué par un disque 2, solidaire du-vilebrequin, le disque 2 comporte une saillie formant-un-angle au centre délimité par les faces 2 a et 2 b. La face 2 a correspond au point de référence du dispositif et la face 2 b au point de calage initial. Le mode de réalisation comprend également un système de mise en forme 3, de façon à obtenir en A (Voir figure 1) des signuux rectangulaires de durée inversement proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur tels que représentés par la figure 3 en A, par t, t', t". La source d'énergie 4, qui dans cet exemple est la batterie du véhicule, est connectée par l'intermédiaire d'un interrupteur 5, à un circuit d'antiparasitagé et de protection 6, contre les inversions accidentelles de polarité. La sortie du circuit 6 alimente un pont diviseur de tension constitué par des résistances 7 et 8, dont le point commun détermine la valeur de la tension de référence V1 (Voir Figure 1 et Figure 3 en B). La tension de référence V1 est appliquée à l'une des entrées d'un générateur 9, dont l'autre entrée reçoit le signal A issu du circuit de mise en forme 3. A partir de la valeur de la tension VI, le générateur 9 fournit une tension en dent de scie V2 de pente constante en fonction du temps, cette tension V2 est génèrée pendant la -période dont le début correspond au passage de la face 2 b devant le détecteur 1 et dont la fin correspond au passage de la face 2 a (Voir Figure 1 et Figure 3 en B). La tension V2 est comparée dans un multicomparateur 10, à une pluralité de tensions définissant des seuils tels que S1, S2, 53, S40 Le nombre de seuils et leurs valeurs respectives sont fonction de la loi d'avance désirée. Un générateur 11 délivre une tension V3,,à pente variable par -fraction, les variations de pente ayant lieu à-partir des seuils S1, S2, S3, 54, les variations du coefficient de pente sont également fonction de la loi d'avance désirée. L'inversion de pente de la tension V3 a lieu à la fin de la période de la tension en dent de scie V2 (Voir Figure 3 en B). La tension V3 est comparée dans un premier comparateur 12 à une tension de seuil So (Voir Figure 1 et Figure 3 en B) correspondan te aux basses vitesses de rotation du moteur. A ces vitesses, pour lesquelles aucun décalage de l'instant d'allumage ne doit être produit, le comparateur 12 délivre un signal tel que représenté par la figure 3 en C. Le signal délivré par le comparateur 12 inhibe le générateur de pente 11 en conséquence de quoi il n'y a pas inversion de pente de la tension V3 (Voir Figure 3 en B) au point 2 a, la tension est maintenue constante jusqu'au point 2 b. Le front descendant du signal issu du circuit logique 14 (Voir Figure 3 en D) commande l'instant de déclenchement de l'étincelle d'allumage, par l'intermédiaire d'un étage de puissance (Non représenté). Un deuxième comparateur 13, fournit un signal telque représenté par la figure 3 en E, lorsque, pour des vitesses autres que les basses vitesses de rotation, les tensions W et V3 cotncident. Le circuit logique 14 qui reçoit, d'une part, le signal issu du comparateur 13 et, d'autre part, le signal issu du circuit de mise en forme 3, commande par son front descendant (Voir Figure 3 en F) l'instant de déclenchement de l'étincelle d'allumage, lequel instant correspond au décalage ck des lignes E et F de la figure 3. Pour des vitesses supérieures, et en fonction de la loi d'avance désirée, l'angle oQ aura une valeur telle que représentée par les lignes G et H de la figure 3. Un capteur potentiométrique 15, des variations de la valeur de la dépression régnant dans les tubulures d'admission, corrige la valeur de la tension V3, en fonction desdits variations. Dans un mode préféré de réalisation de l'invention, représenté par la figure 2, le circuit de mise en forme 3, de type connu, est com-posé des résistances îoe à 108, des transistors 109, 110, 111 et du condensateur 112. Les signaux délivrés par le détecteur de position 1, sont-mis en forme par ledit circuit 3, les résistances 107 et 108 créent un seuil correspondant au niveau bas du détecteur de position 1 Le transistor 110 inverse les signaux venant du collecteur du transistor 109, et délivre le signal représenté par la figure 3 en A. Ce signal dérivé par le condensateur 112 et la résistance 105 crée une impulsion négative sur le collecteur du transistor 111 et en conséquence le condensateur 508, du générateur 11, sera remis à la valeur de la tension de référence V1 à chaque passage de la face 2 b du disque rotatif 2, devant le détecteur 1. Le générateur 9, qui fournit une tension en dent de scie V2, de pente constante en fonction du temps, est constitué d'un amplificateur opérationnel 200, d'une résistance 201, d'un condensateur 202, d'un transistor 203 et d'une résistance 204, laquelle résistance 204 est connectée par une de ses extrémités au collecteur du transistor 110 du circuit de mise en forme 3. La tension V2 est générée pendant la durée correspondante à l'absence de la saillie délimitée par les faces 2 a et 2 b du disque rotatif 2. La pente de la tension V2 déterminée par la résistance 201 le condensateur d'intégration 202 est constante. La valeur d'origine de la tension V2 est déterminée par la tension de référence VI, laquelle tension VI est issue du pont diviseur de tension constitué des résistances 7 et 8, alimenté par la batterie 4, par l'intermédiaire d'un interrupteur 5 et d'un circuit 6, de type également connu, et ayant pour fonction d'antiparasiter et de protéger le dispositif contre les inversions accidentelles de polarité. Ce circuit comprend une diode 300, une résistance 301 et un condensateur 302. Le transistor 203 du générateur 9-de tension en dent de scie V2, maintient le condensateur 202 à là valeur de la tension V1 pendant la durée correspondante au passage du secteur formant la saillie du disque 2 devant le détecteur 1. La tension V2 est comparéeans un multicomparateur 10, à différentes valeurs de tensions S1, S2, S3, S4 crééejper les résistances 400, 401, 402, et 403 lesquelles résistances alimentées à partir de la tension de référence V1. Les résistànces 400, 401 et 402 sont connectées respectivement à l'entrée directe (F) des amplificateurs opérationnels 404, 405, 406, la résistance 403 est connectée à l'entrée inverseuse (-) de l'amplificateur opérationnel 407 de façon à créer le seuil S4. Les sorties desdits amplificateurs sont reliées au pôle positif (+) du dispositif, respectivement par les résistances 408, 409, 410, 411 et 412. Le générateur 11, délivrant la tension V3, à pente variable par fraction, les variations de pente et les seuils étant fonction de la loi d'avance désirée7 comporte les résistances 500, 501 502, 503, 504, 505 et 506, le transistor 507, le condensateur 508 et l'amplificateur opérationnel 509 et le transistor 510. Le générateur 11, est comparable dans son principe au générateur de dent de scie 9, mais la combinaison des résistances 408, 409, 410, 411 et 412 du multicomparateur 10, permet d'obtenir des courants de valeurs différentes, et en conséquence des progressions d'avances différentes en fonction de la période du moteur, c'est-à-dire de variations de son régime de rotation. La progression d'avance est nulle si la période moteur se termine par un segment passant par l'origine (Voir Figure 3 en B). Au passage de la face 2 a devant le détecteur 1, le transistor 510, inverse la progression du courant (Voir Figure 3 en B) par commutation de la résistance 502 à une valeur de tension définie par les résistances 505 et 506. Le deuxième comparateur 13, constitué d'un amplificateur opérationnel 600, déclenche un signal tel que représenté par la figure 3 en E lorsque les tensions V1 et V3 coincident. Le circuit logique 14 constitué des résistances 701, 702, 703, 704 et du transistor 705, combine, par l'intermédiaire des résistances 701 et 702, les signaux issus du comparateur 13 et du circuit de mise en forme 3, suivant une fonction "NOIS - OU" inversée par le transistor ;;t(55 (Voir Figure 3 en F), le front descendant du signal correspond à l'instant de déclenchement de l'étincelle d'allumage, laquelle étincelle peut-être produite par un étage amplificateur du type énergie constante, tel que celui décrit dans la demande de brevet Français : 76 22927 du 28-7-76 de la deman dresse. Pour les faibles régimes de rotation du moteur, il est nécessaire de garder la possibilité de créer une avance en fonction de la dépression. A cet effet, un premier comparateur 12 délivre une information de faible régime en bloquant le transistor 510 du générateur ll Ce deuxième comparateur 12 comporte les résistances 800 et 801, un amplificateur opérationnel 802 et une diode 803. Aux faibles régimes de rotation, les impératifs de dynamique et de tension amènent à détecter la valeur atteinte par la tension V3 et de la comparer a un seuil So, déterminé par le point commun des résistances 800 et 801. Le transistor 510 étant bloqué, il n'y a pas d'inversion de pente lors du passage de la face 2 a devant le détecteur 1 (Voir Figure 3 en A), l'avance est nulle et le signal de déclenchement de l'étincelle d'allumage est tonné par le front descendant du circuit logique 14, comme représenté par la ligne D de la figure 3. La tension continua délivrée par le capteur potentiométrique 15, représentative des variations de la valeur de la dépression agit par l'intermédiaire de la résistance 503 sur la valeur de la tension V3 issue du générateur 11, en modifiant la valeur relative des coefficients des segments de pente. On conçoit bien que le dispositif décrit ci-dessus travaille en période ce qui a pour avantage de ne présenter aucune constante de temps, par rapport aux dispositifs antérieurs, le résultat du calcul étant obtenu au cours de la période considérée. Le procédé de généra tion d'une tension V3 ne tient que de la valeur relative des composants du dispositif, en conséquence de quoi, les dérivés thermiques et celles dues au vieillissement des composants sont très faibles Il est également évident, pour l'homme de l'art, que le procédé et dispositif objet de l'invention peut entre étendu aux moteurs du type asymétrique par adjonction d'un circuit sélecteur d'entrée, tèl qu'un diviseur et une combinaison logique des signaux issus du détecteur, afin d'en symétriser le cycle, et d'une mémorisation de la valeur d'avance obtenue de façon à ce que cette valeur soit exploitée pour l'allumage suivant, au cours d'une partie du cycle moteur. On peut de meme utiliser deux détecteurs, par emploi d'un seul front des signaux issus des deux détecteurs au lieu d'utiliser les deux fronts d'un seul détecteur.Les composants du dispositif selon le mode préféré de réalisation sont les suivants : REPERES REPERES 100 Résistance 1/2 W = 120 400 ) 102 Résistance 1/4 W = 10 K 401 ) 103 n n = 47 K 402 ) 104 n n = 2,2 K 403 ) 105 n n = 10 K 801 ) Les va 106 " n = 3,3 K 800 ) leurs de 301 n n = 15 408 ces résis tances sont 8 n n = 820 409 ) déterminées 9 n n = 150 410 ) en fonction 9 de la loi 204 n n = 1,5 K 411 ) d'avance à 500 n n = 330 412 ) obtenir 501 n n = 4,7 K 502 ) 505 " n = 4,7 K 503 ) 506 n 7 = 2,2 K 504 " " = 150 K 701 n " = 22 K 702 n n = 22 K 703 n n = 22 K 704 n n = 4,7 K 108 n " = 4,7 K 107 n n = 1 K 302 Condensateur chimique 16 V = 100 microfarad 112 n polyester = 10 manofarad 202 n n = 0,1 microfarad 508 n n = 0t22 microfarad 300 Diode 1 N 4004 802 Diode 1 N 4148 109 Transistor BC 170 110 Transistor BC 250 111 n BC 170 203 n BC 250 507 n BC 250 510 " n n 705 Transistor BC 170 200 509 L M 324 National Semiconducteur 600 802 404 405 # M C 3302 Motozola 406 407 Il est bien entendu que des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation décrit sans que l'on s'écarte pour celà du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS -=-=-=-=-=-=-=-=-= 1 - Procédé d'obtention d'une avance automatique d'allumage en fonction de la vitesse de rotation et d'au moins un des paramètres de fonctionnement d'un moteur à combustion interne, notamment pour véhicules automobiles, caractérisé en ce qu'à partir d'une tension de référence V1, on génère une tension en dent de scie V2, de pente constante en fonction du temps, laquelle tension V2 est comparée à une pluralité de tension de seuils et est transformée en une tension V3, de pente variable, dont les variations de pente et les seuils de variation sont déterminés, suivant la loi d'avance désirée, de manière que la tension V3, corrigée en fonction des variations du paramètre de fonctionnement7 soit comparée à la tension de référence V1 pour délivrer un signal, lorsque les tensions V1 et V3 coîncident, à un circuit logique qui commande l'instant de déclenchement de l'étincelle d'allumage 2 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, constitué de moyens de détection des positions limites dans lesquelles l'étincelle d'allumage doit être déclenchée, de moyens de mise en forme des signaux issus des moyens de détection, d'un circuit d'antiparasitage et de protection contre les inversions accidentelles de polarité, caractérisé en ce qu'il comporte un pont diviseur de tension délivrant la tension de référence VI, à partir de la source d'énergie, un générateur qui fournit une tension en dent de scie V2, de pente constante en fonction du temps, un moyen de comparaison de ladite tension V2 à une pluralité de tensions de seuils, un générateur délivrant une tension V3, à pente variable par fraction, les variations de pente et les seuils étant fonction de la loi d'avance désirée, un capteur des variations d'au moins un des paramètres de fonctionnement du moteur, à combustion interne, lesquelles variations appliquées sous la,forme d'une tension corrigent la valeur de la tension V3, un premier comparateur de la tension V3 et d'une tension correspondante aux basses vitesses de rotation du moteur, un deuxième comparateur qui fournit un signal lorsque les tensions V1 et V3 cotncident, un circuit logique qui reçoit, d'une part, le signal issu du deuxième comparateur et, d'autre part, le signal issu des moyens de mise en forme, pour délivrer un signal de commande de l'instant de déclenchement de l'étincelle d'allumage. 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le générateur de dent de scie V2, de pente constante en fonction du temps est un amplificateur opérationnel dont le condensateur d'intégration est maintenu, par l'intermédiaire d'un transistor, à la tension de référence V1 pendant la durée de l'angle &alpha; correspondant aux limites dans lesquelles l'étincelle d'allumage doit se produire. 4 - Dispositif selon la revendication-2, caractérisé en ce que le moyen de comparaison est un multicomparateur constitué d'une pluralité d'amplificateurs opérationnels alimentés par un réseau de résistances de façon que la tension V2 soit comparée à différentes valeurs de tension créées par le réseau de résistances de manière à définir-une pluralité de seuils. 5 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le générateur délivrant la tension V3, à pente variable par fraction, est un amplificateur opérationnel monté en intégratetZ dont la variation de l'intensité du courant de charge du condensateur d'inté giration est obtenue, par l'intermédiaire d'un réseau de résistances connectées aux sorties des amplificateurs opérationnels du multicomparateur et dont l'inversion de pente~est effectuée par l'intermédiaire d'un transistor au début de la durée de l'angles 6 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit logique est une porte "NON - OU" qui reçoit les signaux issus du deuxième comparateur it du circuit de mise en forme, lesquels signaux-sont combinés par l'intermédiaire de résistances de manière à délivrer un signal de commande de l'instant de déclenchement de l'étincelle d'allumage.