Brevet FR2393449A1 — publié le 19781229

L'invention concerne des systèmes d'allumage pour moteurs à oombustion interne à allumage par étincelles. Un système d'allumage selon la présente invention comprend un élément capacitif, un élément inductif, un circuit de décharge à travers lequel l'énergie électrique provenant à la fois de 1 'élément capacitif et de 1 'élément inductif est déchargée vers une bougie d'allumage, un circuit de charge pour charger ltélement capacitif et l'élément inductif en énergie électrique1 et des moyens de oommande pour commander la décharge de 1 'énergie électrique de 1 'élément capacitif et de 1' élément inductif pour permettre la décharge seulement quand les moyens de oemmande reçoivent un signal de commande. Avec un système d'allumage selon 1 invention, l'énergie électrique emmagasinée dans l'élément capacitif est appliquée à la bougie pour surmonter la résistance électrique de l'écartement des électrodes associé à la bougie et l'énergie électrique emmagasinée dans l'élément inductif est alors déchargée pour maintenir une étincelle. L'utilisation de l'élément capacitif pour obtenir l'énergie électrique et surmonter la résistance électrique de ltécarte- ment des électrodes garantit la production d'une étincelle correcte à l'étape requise de chaque cycle de fonctionnement d'un moteur associé, quelle que soit la vitesse du moteur et la tension de sortie d'une batterie à partir de laquelle la puissance électrique est fournie au système d'allumage.L'utilisation de l'élément inductif pour fournir lténergie et maintenir l'étincelle garantit que la durée de l'étincelle sera suffisante pour allumer une petite charge introduite dans la chambre de combustion du moteur, de même que pour allumer la charge maximale qui puisse être introduite dans la chambre de cambustion. Le dessin ci-annexé représente un schéma d'un circuit d'un système d'allumage donné à titre de mode de réalisation preféré de 1' invention Le système d'allumage illustré sur le dessin ci-annexé est destiné à être utilisé avec un moteur à combustion interne et allumage par étincelles qui est pourvu d' un distributeur l dont la fonction est d'envoyer une impulsion à haute tension d'énergie électrique à une bougie d'allumage sélectionnée 2 du moteur à une étape prédéterminée du cycle de fonctionnement du moteur. Au moteur est également associée une batterie électrique 3 à partir de laquelle l'énergie électrique est envoyée dans le système d'allumage. Des moyens de commande qui sont associés au moteur de manière à être commandés par lui sont prévus pour fournir à d'autres éléments du système d'allumage à ladite étape prédéterminée d ' un cycle de fonctionnement du moteur un signal de commande qui déclenche la décharge de 1' énergie électrique du système d'allumage vers les bougies en passant par un circuit de décharge 14. Les moyens de commande peuvent se présenter sous la forme dlun rupteur 10, de construction connue, qui est entrainé mécaniquement par le moteur. Le système d'allumage comprend un élancent inductif sous la forme d' une bobine d'allumage il, également de construction connue, comprenant un enroulement primaire 12 et un enroulement secondaire 13. L'enroulement secondaire est relié au distributeur 1 par un conducteur susceptible de transmettre de l'énergie électrique à haute tension. La fonction de la partie restante du système d'allumage est de fournir une impulsion d'énergie électrique à l'enroulement primaire 12 de la bobine d'allumage quand le signal de commande est reçu du rupteur 10. L'enroulement primaire 12 de la bobine d'allumage est relié en série avec le premier moyen de commutation primaire se présentant sous la forme d'un thx,r stor SCR 2 entre-les bornes positive et négative de la batterie du véhicule. Le thyristor SCR 2 peut être un redresseur controlé à semi-conducteur. A l'électrode de commande ou porte du thyristor SCR 2 est relié un circuit de polarisation qui polarise le thyristor à l'état conducteur pour une période précédant la reception du signal de commande du rupteur 10. Quand le thyristor SCR 2 est polarisé à l'état conducteur, il permet à un courant électrique de s'accumuler dans l'enroulement primaire 12 et d'emmagasiner de ce fait de l'énergie électrique dans la bobine d'allumage. Quand l'état du thyristor devient non conducteur, il ne permet plus à un courant de passer dans l'enroulement primaire 12, et l'énergie électrique emmagasinée dans la bobine d' allumage est déchargée dans la bougie 2 par l'intermédiaire d'un circuit-de décharge qui comprend le distributeur 1. Un condensateur C6 est également relié à l'enroulement primaire 12 de la bobine d'allumage pour emmagasiner une quantité supplémentaire d'énergie électrique qui peut être déchargée dans le circuit de décharge par l'intermé- diaire de la bobine d'allumage 13 Pour ou izander la décharge de llenergíe électrique à partir du condensateur CG, un autre thyristor SCR 1 est relié en série avec le coniensateur et peut être également un redresseur contrôlé à seí-conducteur. Pour charger le condensateur CG en énergie électrique à. un potentiel plus élevé que la tension de sortie de la batterie du véhicule, il est prévu un circuit de charge 18 comprenant un inverseur, un transformateur T1 et un redresseur constituant un fiitre d'alimentation et un oenveitisseur régulé de courant continu à courant continu dont la tension nominale de sortie est de 360 volts lorsqu'il est alimenté en 12 volts. Pour polariser le thyristor SCR 1 et l'amener à l'état conducteur quand un signal de ccmEande est émis par le rupteur 10, il est prévu un circuit de déclenchement 19. Quand le rupteur 10 est ouvert, le transistor TR 5 du circuit de polarisation est conducteur et le thyristor SCR 2 est maintenu à 1 'état non conducteur. Alors que le rupteur 10 est ouvert, le oondénsateur C6 est chargé en énergie électrique par le circuit de charge 18, le thyristor SCR 1 étant normalement à l'état non conducteur. Quand le rupteur 10 se ferme, le thyristor SCR 1 reste à l'état non conducteur, mais le transistor TR5 cesse d'être conducteur, ce qui oblige le thyristor SCR 2 à être polarisé et devenir conducteur. Le courant commence alors à passer dans l'enroulement primaire 12 de la bobine d'allumage et à s'accumuler pendant une brève période avant que le rupteur ne s'ouvre une fois de plus. Immédiatement avant l'ouverture du rupteur 10, 1 'énergie électrique est emmagasinée à la fois dans le condensateur C6 et dans la bobine d'allumage 11. La quantité d ' énergie emmagasinée dans le condensateur C6 n'est pas affectée de manière significative par la tension de sortie de la batterie 3 du véhicule ou par la vitesse du moteur. Par contraste, la quantité d'énergie emmagasinée dans la bobine d'allumage 11 ne dépend pas de la tension de sortie de la batterie du véhicule ni de la vitesse du moteur, et elle tend à décroitre quand la vitesse du moteur augmente. Quand le rupteur 10 est- ouvert, une impulsion de amande est envoyée dans le circuit de déclenchement 19 qui applique une impulsion de tension à l'électrode de commande du thyristor SCR 1 pour polariser ce transistor et le mettre à l'état conducteur. Le condensateur C6 décharge alors l'énergie qu'il a emmagasinée dans l'enroulement primaire 12 de la bobine d'allumage. La bobine d'allumage fonctionne comme un transformateur survolteur et une impulsion à très haute tension est envoyée à la bougie 2 en passant par le circuit de décharge 17. Le potentiel appliqué à la bougie est suffisant pour surmonter la résistance électrique de 1 'écartement entre électrodes associé à la bougie et pour établir une étincelle vigoureuse, sème quand la tension de sortie de la batterie du véhicule est relativement basse ou quand la vitesse du moteur est relativement élevée. La décharge du condensateur C6 nantirent une étincelle seulement pendant une très brève période. Le condensateur C6 est relié au thyristor SCR 2 en tant que condensateur de comnutation de sorte que, lorsque le thyristor SCR 1 se trouve à l'état conducteur et que le condensateur C6 se décharge, le thyristor SCR 2 est soumis à une polarisation inverse et le courant circulant dans le thyristor SCR 2 cesse brusquement. Le thyristor SCR 2 est alors maintenu à l'état non conducteur par le circuit de polarisation jusqu'à ce que le rupteur 10 se referme à nouveau. Après que le condensateur C6 se soit déchargé dans l'enroulement primaire 12 de la bobine d'allumage, la plus grande quantité de l'énergie électrique qui était emmagasinée dans la bobine d'allumage s'y trouve encore. Cette énergie est alors déchargée vers la bougie 2 par l'interinèdiaire du circuit de décharge du fait que le courant qui passe dans l'enroulement primaire a été interrompu par le thyristor SCR 2. L'énergie électrique emmagasinée dans la bobine d'allumage est dépensée en maintenant dans l'écartement des électro- des associé à la bougie une étincelle qui a été déjà établie par la décharge d'énergie provenant du condensateur C6.La décharge d'énergie de la bobine d'allumage est relativement lente, de sorte que l'étincelle se raintient pendant une période qui est plusieurs fois plus longue que la période au cours de laquelle le condensateur C6 se décharge. Le courant qui circule dans l'enroulement primaire 12 et dans le thyristor SCR 2 lorsque le rupteur 10 est fermé peut être utilisé pour faire fonctionner un tachymètre à impulsions de courant. Le circuit d'allumage représenté sur le dessin ci-annexé peut être constitué en ajoutant un dispositif d'adaptation approprié à un véhicule motorisé et comprenant certains des composants représentés sur le dessin. Par exemple, dans le cas d'un véhicule à moteur comprenant un moteur à combustion interne à allumage par etincelles, une bobine d' llumage et un rupteur, un dispositif d'adaptation approprié comprendrait toutes les parties du circuit représenté sur le dessin ci-annexé, à l'exception de la bobine d'allumage 13 et du rupteur 10. Si on désire l'appliquer à un véhicule à noceur ccnprenant un moteur à combustion interne à allumage par étincelles et un circuit d'allumage par décharge capacitive comprenant une bobine d'allumage, un élément capacitif pour emmagasiner l'énergie électrique qui, lorsque le circuit est utilisé, est déchargée dans la bobine vers des bougies du moiteur, et un rupteur ou tout autre moyen de commande pour fournir un signal de commande et déterminer la décharge de l'énergie électrique vers les bougies, un dispositif d'adaptation approprié coiprendrair le thyristor SCR 2 et son circuit de polarisation, ces éléments étant reliés au circuit d'allumage existant du véhicule pour obtenir le circuit représenté sur le dessin ci-annexé. Dans le circuit de déclenchement 19, il y- a une lampe de temporisation statique iPi qui fournit un signal visuel quand le rupteur 10 s'ouvre. Le condensateur C7 et la résistance R21 sont prévus dans le circuit de décharge 17 pour reduire la vitesse maximale de changement de tension à laquelle les thyristors SCR 1 et SCR 2 sont soumis. Les résistances R19 et R20 et la lampe au néon IP2 constituent un chemin de décharge pour le condensateur C6 quand le système d'allumage est fermé. La lampe LP2 fournit une indication sur le tonctionnement du système. Cette invention est due a Bruce Stanley GUNTON et David MAINPRIZE. REVENDICATIONS 1. Système d'allumage pour moteurs à combustion interne à allumage par étincelles, caractérisé en ce qu'il comprend un élément capacitif, un élément inductif, un circuit de décharge pour conduire l'énergie électrique à partir à la fois de l'élément capacitif et de l'élément inductif vers une bougie, un circuit de charge pour charger 1 'élément capacitif et 18élément inductif en énergie électrique, et et des moyens de commande pour commander la décharge de l'énergie électrique provenant de l'élément capacitif et de l'élément inductif pour permettre la décharge seulement quand les moyens de c'mande reçoivent un signal de commande. 2. Circuit d'allumage d'un moteur à combustion interne à allumage par étincelles, ledit circuit comprenant une batterie électrique d'emmagasinage, une bobine d'allumage pour fournir une impulsion à haute tension à des bougies du moteur, des moyens d'amorçage de l'enroulement d'allumage, et des moyens de commande pour fournir aux moyens d'amorçages de la bobine d' allumage à l'étape requise du fonctionnement du moteur un signal de co'nmande pour déclencher la décharge de l'énergie électrique à partir de la bobine d'allumage vers les bougies, caractérisé en ce que les moyens d'amorçage de la bobine d'allumage ccmprennent un thyristor primaire relié en série à 1 'enroulement primaire de la bobine d'allumage pour commander le courant qui la traverse, des moyens de polarisation pour polariser le thyristor primaire à l'état conducteur avant réception du signal de commande par les moyens d'amorçage, et un condensateur de oammutation pour commander l'état du thyristor. 3. Circuit selon la revendication 2, = caractérisé en ce que le condensateur de oommutation est aménagé pour emmagasiner l'énergie électrique et la décharger dans l'enroulement primaire de la bobine d'allumage quand le signal de commande est reçu par les moyens d'amorçage. 4. Circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'amorçage de la bobine d'allumage cooprennent un autre thyristor relié au condensateur de commutation pour commandeur la décharge du condensateur, l'autre thyristor comprenant une électrode de commande pour recevoir un signal de déclenchement qui polarise l'autre thyristor à l'eut conducteur, déchargant ainsi le condensateur de commutation et inversant la polarisation du thyristor primaire. 5 Adaptateur de système d'allumage pour la liaison à un circuit d'aller mage à décharge inductive d'un moteur à combustion interne à allumage par étincelles, caractérisé en ce que ledit circuit comprend une bobine d'allumage emmagasinant l'energie électrique à décharger de la bobine vers une bougie, l'adaptateur comprenant des moyens de oammutation primaires pour commander le courant circulant dans l'enroulement primaire de la bobine d'allumage, un élément capacitif, un circuit de charge pour charger l'élément capacitif en énergie électrique et un circuit de déclenchement pour commander la décharge de 1 'énergie électrique à la fois de l'élément capacitif et de la bobine d'allumage selon un signal de commande dérivé du moteur. 6. Adaptateur de système d'allumage destiné à être relié à un circuit d'allumage par décharge capacitive d'un moteur à combustion interne à allumage par étincelles, caractérisé en ce que ledit circuit comprend une bobine d'allumage et un élément capacitif pour emmagasiner l'énergie électrique à décharger par la bobine vers une bougie du moteur, l'adaptateur comprenant un élément de amande pour commander le courant circulant dans l'enroulement primaire de la bobine d'allumage, l'élément de comnande ayant au moins trois électrodes, l'une desdites électrodes étant une électrode de commande et l'adaptateur comprenant en outre un circuit de polarisation pour appliquer à l'électrode de commande un signal dérive du moteur pour- interruspre le courant circulant dans l'enroulement primaire de la bobine à une étape prédéterminée du cycle de fonctionnement du moteur.