Brevet FR2409393A1 — publié le 19790615

La présente invention se rapporte à une installation d'allumage, en particulier pour moteurs a' combustion interne, comportant un appareillage électronique commandé par un dispositif émetteur tournant pour produire à chaque instant d'allumage une bande d'étincelle composée de plusieurs étincelles a'allumage On connatt déjà une telle installation d'allumage par bandes d'étin- celles, à partir du brevet allemand 2 616 693, où est prévu, pour déterminer la bande d'étincelles, un générateur de fréquence à fréquence fixe et à rapport de rythme fixe.Pour produire la première étincelle d'allumage, on utilise un dispositif distinct qui produit une prolongation du temps de fermeture De plus, il est prévu un générateur de fréquence dont la fréquence et le rapport de rythme dépendent de la durée de la phase croissante de l'interne sité dans le circuit primaire de la bobine d'allumage Tandis que, dans cette deuxième exécution, si la tension d'alimentation s'abaisse, selon les circonstances, il nue se produit plus aucune bande d'étincelles, la première forme d'exécution présente le désavantage que l'intensité côté primaire de la bobine d'allumage peut devenir trop forte, la conséquence en étant une perte de puissance inutile. La sollicitation des différents composants est plus forte. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients A cet effet, l'installation d'allumage selon l'invenm tion est caractérisée en ce que, pour determiner la fréquence de l'appareillage électronique, il est prévu un multivibrateur astable, dont on peut modifier la fréquence et/ou le rapport de rythme par au moins une intervention effectuée par l'intermédiaire d'une diode dans un circuit du multivibrateur.L'installation ainsi caractérisée présente par rapport aux installations connues l'avant tage que l'intensité côté primaire est simplement limitée par l'influence de l'oscillateur et, par ailleurs, que dans le cas d'une faible tension d'alimentation, la production d'une bande d'étincelles est encore garantie. I1 existe de plus la possibilité d'influencer pratiquement-à volonté la bande d'étincelles grace à d'autres interventions quelconques, sans grande dépense Ceci peut s'obtenir en utilisant un oscillateur très simple, à savoir un multivibrateur astable D'autres formes avantageuses et améliorations de l'installation d'allumage décrite ciMdessuse sont rendues possibles grâce à d'autres caractéristiques de l'invention énumérées ci dessus - le multivibrateur se compose de deux éléments RC qui sont reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire de deux éléments de circuit inverseurs, - on peut commander l'un des éléments de circuit inverseurs par les signaux provenant du dispositif émetteur, - l'intervention qui a lieu au minimum se fait à l'entrée d'un élément de circuit inverseur, - une intervention se fait par le fait que l'on atteint une valeur théorique d'intensité dans le circuit de courant primaire d'une bobine d'allumage, - le point d'intervention sur le multivibrateur peut, au moment de l'intervention, se relier à la masse, - par le moyen des signaux du dispositif émetteur, on peut déclen cher un élément temporisé, par l'intermédiaire duquel une deuxième intervention sur le multivibrateur se fait pendant le temps d'arrêt de cet élément temporisé, - entre le point d'intervention et la sortie de l'élément temporisé est prévu un étage de porte pouvant se commander par un signal fonction de la vitesse de rotation, - pendant le temps d'arrête de l'élément temporisé, on peut modifier la valeur d'un élément RC du multivibrateur en mettant de plus en circuit un élément de circuit, - il est prévu un dispositif asservi à l'angle de fermeture, qui peut être mis hors circuit par le signal fonction de la vitesse de rotation, - il est prévu à la sortie du multivibrateur un étage de porte qu'un dispositif de circuit peut commander pour limiter la durée de la bande d'étincelles. En plus de l'intervention par l'intermédiaire d'une valeur théorique d'intensité dans le circuit primaire de la bobine d'allumage, particulièrement avantageuse est une intervention, fonction de la vitesse de rotation, sur le multivibrateur, au -moyen de laquelle, au-dessus d'une vitesse déterminée de rotation, on peut régler la première impulsion de commande de l'oscillateur sur une durée constante d'impulsion. Le temps de charge peut alors être incorporé par exemple dans la caractéristique de réglage d'allumage d'un système électronique de réglage d'allumage L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est un schéma d'un exemple de réalisa- tion. - la figure 2 est un diagramme de signaux pour expliquer le mode de fonctionnement Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, un dispositif émetteur 10 lié de préférence au vilebrequin d'un moteur à combustion interne est relié à un étage confer mateur d'impulsions 11 conçu de préférence sous forme de bascule de Schmitt.Le dispositif émetteur 10 est dans cette représentation, conçu sous forme d'émetteur inductif, mais une autre exécution est également possible, par exemple sous forme de rupteur mécanique, sous forme d'émetteur Hall, d'émetteur optique ou d'émetteur Wiegand. La sortie de l'étage conformateur d'impulsions 11 est reliée, par l'intermédiaire d'un étage de calcul de l'angle de fermeture 12, à un dispositif asservi à l'angle de fermeture 13 On connaît, par exemple à partir du brevet allemand 2 348 352 ou du brevet allemand 2 539 113, un étage de calcul de l'angle d'allumage 12 permettant de décaler le signal d'allumage en fonction par exemple des caractéristiques du moteur (vitesse de rotation n, dépression de la tubulure d'admission p, température T et position de réglage du papilion des gaz t )O On connaît, à partir de l'état de la technique initialement mentionné ainsi qu'à partir du Brevet allemand 22 44 781 et du brevet correspondant US 3 881 458, un dispositif asservi à l'angle de fermeture 13 Ce dispositif asservi à l'angle de fermeture 13 est shunté par un interrupteur électrique 14. La sortie du dispositif asservi à l'angle de fermeture 13 est reliée, par l'intermédiaire d'un élément temporisé 15, à l'entrée d'une porte ET 16 dont la sortie est reliée à l'entrée de commande d'un contacteur électrique 17 du circuit primaire de la bobine d'allumage 18, conçu de préférence-sous forme de transistor Dans ce circuit primaire, alimenté par l'intermédiaire d'une borne 19 reliée à une source de tension d'alimentation, une résistance de limitation d'intensité 20 est couplée. entre le contacteur électrique 17 et la masse. Dans le circuit secondaire de la bobine d'allumage 18 est- couplée une section d'allumage 21 conçue de préférence sous forme de bougie d'allumage. La sortie du dispositif d'asservissement à l'angle de fermeture 13 est de plus reliée, par l'intermédiaire d'un conden sateur 22, à l'entrée d'une porte NON-ET 23 Le condensateur 22 forme avec une résistance 24 un élément temporisé, cette résistance 24 étant couplée entre la masse et la connexion entre le condensateur 22 et la porte NON-ET 23. De plus, la sortie du dispositif d'asservissement à l'angle de fermeture 13 est reliée, par l'intermédiaire d'un étage de saisie de la vitesse de rotation 25, aussi bien à une autre entrée de la porte NON-ET 23 qu'à 1' entrée de commande de l'interrupteur électrique 14. L'étage de saisie de la vitesse de rotation 25 se compose d'un circuit de série constitué d'une résistance 26 et d'une diode 27.Le point de connexion de la diode 27 et de la porte NON-ET 23 est relié à la masse aussi bien par l'intermédiaire d'un condensateur 28 que par l'intermédiaire d'une résistance 29. La sortie du dispositif d'asservissement de l'angle de fermeture 13 est en outre reliée à une entrée d'une porte NON-ET 30 dont la sortie est reliée, à une autre entrée de la porte NON-ET 30, par l'intermédiaire d'un circuit de série comprenant un premier inverseur 31, un premier condensateur 32, un deuxième inverseur 33, un deuxième condensateur 34 et un troisième inverseur 35. L'entrée de l'inverseur 33 est reliée à la masse par l'intermé- diaire d'une résistance 36 et l'entrée de l'inverseur 35 l'est par l'intermédiaire d'une résistance 37. Les composants 30 à 37 forment un multivibrateur astable 38. L'entrée de l'inverseur 33 est de plus reliée aussi bien à la sortie de la porte NON-ET 23 par l'intermédiaire du circuit de série constitué d'une diode 39 et d'une résistance 40 qu'à la prise sous tension de la résistance de limitation d > inten- sité 20 par l'intermédiaire du circuit de série constitué d'une diode 41 et d'un étage à valeur de seuil 42. Le mode d'action de l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1 peut s'expliquer dans ce qui suit à l'aide du schéma de signaux représenté sur la figure 2. Les signaux du dispositif émetteur 10 - dans le cas représenté, deux signaux par tour pour un moteur à combustion interne à quatre cylindres - sont transformés, dans l'étage conformateur d'impulsions Il, en signaux rectangulaires. Par l'action de l'étage de calcul de l'angle d'allumage 12, ces signaux sont décalés en fonction des paramètres qui les commandent et apparaissent sous forme d'une succession de signaux U12 à l'entrée du dispositif d'asservissement de l'angle de fermeture 13.A la sortie de ce dispositif d'asservissement de l'angle de fermeture 13 apparaît la suite de signaux U13, dont le début de signal est respectivement décalé en avant du temps To par rapport à la suite de signaux U12. Ce temps To est réglé de façon que pendant ce temps la bobine d'allumage puisse emmagasiner suffisamment d'énergie magnétique pour pouvoir produire une première étincelle d'allumage d'une énergie suffisante à l'instant de l'allumage, donc sensiblement au début d'un signal U12 A la place d'un dispositif dlasservissement à l'angle de fermeture 13 selon la figure 1, on peut, dans ce cas simple utiliser également un signal émetteur qui soit décalé du temps de fermeture nécessaire par rapport à l'instant d'allumage Le flanc de phase croissante d'un signal U13 bascule l'élément temporisé 15 et produit un signal de sortie U15 dont la durée fixe la durée de la bande d'étincelles. La fin du signal U15 verrouille la porte ET 16 De façon connue, cette durée de bande d'étincelles peut etre soit un temps fixe, soit un temps fonction de la vitesse de rotation, soit un temps fonction de l'angle de rotation. Représentons tout d'abord le cas où on se trouve endessous d'une vitesse de rotation limite, que l'on peut régler, l'étage de saisie de vitesse de rotation 25 ne réagissant pas encore, c'est-à-dire qu'il se produit un signal de sortie se situant en-dessous du seuil de réaction de la porte NON-ET 23 A la sortie de la porte NON-ET 23, on a donc en permanence un signal 1, qui, du fait de la présence de la diode de verrouillage 39, ne peut exercer aucune influence sur le multivibrateur 38. A l'état de repos du multivibrateur 38, le condensateur 34 est chargé et le condensateur 32, déchargé. Comme il ne passe pas de courant, il ne se produit pas non plus de chute de tension aux résistances 36, 37, ce qui fait qu'aux sorties des inverseurs 33, 35, on a des signaux 1. Au début d'un signal U13, le signal de sortie de la porte NON-ET 30 passe d'un signal 1 à un signal O et le signal de sortie de l'onverseur 13 passe donc d'un signal O à un signal 1. Le condensateur 32 se charge et, du fait du courant de charge, il apparaît à la résistance 36 une chute de tension U36. Le signal de sortie de l'inverseur 33 se change en un signal 0, c-e qui fait que le condensateur 34 se décharge dans le sens négatif.Lorsque la chute de tension, décroissante, à la résistance 36, atteint ou passe en-dessous du seuil de réaction A de l'inverseur 33, le signal de sortie due cet inverseur se change à nouveau en un signal 1 et le condensateur 34 se charge Les signaux de sortie de l'inverseur 35 et de l'inverseur 31 se changent en un signal 0 Lorsque la chute de tension1 décroissante, à la résistance 37, atteint le seuil de réaction B de l'inverseur 35, on passe en-dessous de ce seuil, il se produit à nouveau une décharge du condensateur 34 et une charge du condensateur 32. Dans la suite de signaux U31 que l'on prélève à la sortie de l'inverseur 31, la longueur des signaux est donc déterminée par l'élément RC 32, 36 et la pose entre signaux, respectivement, par l'élément RC 34, 37.Les signaux U31 font passer le contacteur électrique 17, par l'intermédiaire de la porte ET 16, dans son état conducteur, ce qui produit une intensité croissante Ip dans le circuit primaire de la bobine d'allumage 18. A la fin de chaque signal U31, le contacteur électrique 17 s'ouvre et une étincelle d'allumage est induite, de façon connue, dans la section d'étincelle 21. Le deuxième cycle de montée en intensité, représenté sur la figure 2, représente le cas où l'intensité Ip atteint la valeur théorique d'intensité Is définie par l'étage à valeur de seuil 42. Le signal de sortie de l'étage à valeur de seuil 42 se change, à cet instant, d'un signal 1 en un signal 0, ce qui amène un processus de commutation de l'inverseur 33, déjà avant que l'on atteigne le seuil de réponse A. Le signal U31 est donc raccourci. Ceci est nécessaire du fait que, en présence d'une suite d'étincelles plus rapides, par suite des effets résiduels enregistrés de l'énergie magnétique, le flux d'intensité Ip, lors-de la deuxième montée en intensité, ne part plus de la valeur nulle, mais d'un niveau plus élevé. Le troisième cycle représenté montre le cas où, par exemple par suite d'une chute de la tension d'alimentation, on n'a pas pu atteindre la valeur théorique d'intensité Is pendant une durée de signal déterminée par le circuit RC 32, 36. L'étage à valeur de seuil 42 ne peut pas réagir Dans ce cas, du fait que l'on a atteint le seuil de réponse A de l'inverseur 33, l'étincelle d'allumage est déclenchée par la diminution de la chute de tension à la résistance 36. Dans le cas représenté, une quatrième étincelle d'allumage, c'est-à-dire un quatrième cycle de montée d'intensité, n'est pas possible, la fin du signal U15, qui limite la bande d'étincelles, étant atteinte. L'étage de saisie de la vitesse de rotation 25 fournit une tension de sortie fonction de la vitesse de rotation. Celle-ci est produite par le moyen que le condensateur 28, pendant les signaux U13 se charge par l'intermédiaire des éléments 26 27, et se décharge en permanence par l'intermédiaire de la résistance 29.Lorsque la tension du condensateur 28 atteint le seuil de réponse de la porte NON-ET 23, cette dernière devient conductrice pour les signaux de l'élément temporisé 22, 24 L'action d'un signal U13 charge le condensateur 22 et au point de connexion du condensateur 22 et de la résistance 24, apparaît une allure de tension semblable à l'allure de tension If36, Pendant la diminution de la chute de tension à la résistance 24, il se produit donc à la sortie de la porte NON-ET 23, un signal O qui met en circuit pour le condensateur 32 une deuxième résistance de charge 40, pratiquement montée en parallèle à la résistance de charge 26.De ce fait, le condensateur 32 se charge plus rapidement, la tension à l'entrée de la résistance 33 diminue plus rapidement et le seuil de réponse A s'atteint plus viteo Il en résulte une réduction définie du premier signal U31, tandis que les signaux U31 suivants sont produits de la façon déjà décrite La première impulsion de commande de l'oscillateur est ainsi, au-dessus d'une vitesse limite de rotation, réglée sur une durée d'impulsion constante raccourcie Grâce au dimensionnement des éléments constitutifs, cette durée d'impulsion correspond à la valeur To, ce qui fait que la première étincelle d'allumage se produit à l'instant d'allumage désiré, c'est-à-dire au début d'un signal U12, tandis que en-dessous de la vitesse limite de rotation, l'instant d'allumage peut. se produire plus tard, dans le cas représenté, retardé du temps Tl La signification de ce dispositif réside en ce que, pour des vitesses de rotation élevées, c'est un instant d'allumage'exact qui a la plus grande importance, tandis que pour des vitesses de rotation plus faibles, c'est une énergie suffisante pour l'étincelle d'allumage qui prend cette importance-plus grande De plus, du fait que lton a introduit par réglage, la vitesse limite de rotation dans l'étage de saisie de vitesse de rotation 25, on manoeuvre l'interrupteur de court-circuit 14, et donc, en-dessous de cette -vitesse de rotation limite, on met hors circuit le dispositif d'asservissement à l'angle de fermeture 13 et on le met en circuit au-dessus de cette vitesse limite de rotation. Le motif en est à nouveau que pour de faibles vitesses de rotation, on peut encore négliger un retard de l'instant d'allumage comme conséquence du temps nécessaire pour emmagasiner l'énergie dans la bobine allumage Dans une exécution plus simple, le dispositif d'asservissement à l'angle de fermeture peut etre supprimé. L'interrupteur de court-circuit devient alors également inutile. REVEND ICAT IONS 10) Installation d'allumage, en particulier pour moteurs à combustion interne, comportant un appareillage électro nique commandé par un dispositif émetteur tournant pour produire à chaque instant d'allumage une bande- d'étincelles composée de plusieurs étincelles d'allumage, installation caractérisée en ce qu'il est prévu, pour déterminer la fréquence de l!appareillage électronique, un multivibrateur astable (38) dont on peut modifier la fréquence et/ou le rapport de rythme par au moins une intervention effectuée par l'intermédiaire d'une diode (39 41) dans le circuit du multivibrateur, 20) Installation d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le multivibrateur (38) se compose de deux éléments RC (32, 36 ou 34,-37) qui sont reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire de deux éléments de circuit inverseurs r33 ou 35, 30, 31). 30) Installation d'allumage selon la revendication 2. caractérisée en ce que l'on peut commander l'un des éléments de circuit inverseurs (35, 30, 31) par les signaux provenant du dispositif émetteur (10-13). 40) Installation d'allumage selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que 19 intervention qui a lieu au minimum se fait à l'entrée d'un élément de circuit inverseur (33). 59) Installation d'allumage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'une intervention se fait par le fait que l'on atteint une valeur théorique d'inten sité dans le circuit de courant primaire d'une bobine d'allumage (18). 60) Installation d'allumage selon la revendication 5, caractérisée en ce que le point d'intervention sur le multivibrateur (38) peut, au moment de l'interventiong se relier à la masse 70) Installation d'allumage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que2 par le m,yen ries signaux du dispositif émetteur (10 13) , on peut déclencher un élément temporisé (22, 24) par ltintermédiaire auquel une eieme intervention sur le multivibrateur (38) se fait pendant le temps d'arrêt de cet élément temporisé (22, 24) 80) Installation d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'entre le point d'intervention et la sortie de l'élément temporisé (22, 24) est prévu un étage de porte (23) pouvant se commander par un signal fonction de la vitesse de rotation. 90) Installation d'allumage selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que pendant le temps d'arret de l'élément temporisé (22, 24), on peut modifier la valeur d'un élément RC (32, 36) du multivibrateur (38) en mettant de plus en circuit un élément de circuit (40) 100) Installation d'allumage selon ltune quelconque des revendications 8 et 9, caractérisée en ce qu'il est prévu un dispositif asservi à l'angle de fermeture (13), qui peut être mis hors circuit par le signal fonction de la vitesse de rotation. 110) Installation d'allumage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée ence qu'il est prévu à la sortie du multivibrateur (38) un étage de porte (16) qu'un dispositif de circuit (15) peut commander pour limiter la durée de la bande détincelles.