Brevet FR2418875A1 — publié le 19790928

La présente invention concerne des dispositifs d'allumage et elle vise plus spécialement, des perfectionnements apportés à un dispositif d'allumage pour moteurs à combustion interne, ce dispositif faisant appel à une énergie d'étincelle de durée réglée de haute fréquence non amortie. La demande de brevet aux Etats-Unis d'Amérique NO 460.243, au nom du demandeur, décrit un dispositif d'allumage identique, dans les grandes lignes, à celui de la présente demande ; de même, les brevets des Etats-Unis d'Amérique No 3.792.695 et 3.861.369 décrivent respectivement un dispositif d'allumage et les éléments de commande de ce dispositif. Les dispositifs d'allumage du titre indiqué ci-dessus se sont révélés très satisfaisants, mais on constate toutefois que, lorsque le moteur à combustion interne fonctionne à vitesse élevée, le signal d'étincelle synchronisé sur le moteur, qui est lié à la position angulaire du vilebrequin, nta qu'une durée très faible. Par conséquent, à ces vitesses élevées, la durée de la formation d'étincelle, dans un dispositif d'allumage de ce type, peut être plus faible que celle des signaux engendrés par les dispositifs plus classiques du type monostable. Le signal d'étincelle du type à oscillateur de haute fréquence non amortie a donc tendance a être un peu moins efficace que l'étincelle monostable, plus courante, dont la fin n'est pas déterminée par la position angulaire du vilebrequin, seul le début de l'étincelle étant déterminé par cette position angulaire. L'invention vise donc un dispositif de durée réglée, de haute fréquence non amortie, dans lequel la durée de formation d'étincelle est plus grande aux vitesses de rotation élevées, ce qui assure un meilleur fonctionnement avec les mélanges pauvres. Dans les grandes lignes, l'invention a pour objet un dispositif d'allumage destiné à un moteur à combustion interne. Ce dispositif d'allumage utilise l'énergie d'étincelle de durée réglée, de haute fréquence non amortie. Cette énergie d'étincelle est fournie par un oscillateur comportant un transformateur de sortie et muni d'un bobinage de commande servant à provoquer le démarrage et l'arrêt des oscillations de cet oscillateur au début et à la fin de chaque période de formation d'étincelle. Ce dispositif comprend-également un interrupteur électronique monté en série avec ledit bobinage dewcommande, servant à ouvrir et à fermer un circuit de charge qui comprend ce bobinage de commande, et des moyens synchronisés sur le moteur et destinés au réglage de cet interrupteur électronique.Ce dispositif d'allumage comprend en outre un circuit électronique qui comporte une constante de temps servant à relier lesdits moyens synchronisés sur le moteur audit interrupteur électronique. Lesdites durées de formation d'étincelle sont amorcées et arrêtées par lesdits moyens synchronisés sur le moteur pour une vitesse de ce moteur inférieure à une valeur donnée et elles sont interrompues par lesdits moyens à constante de temps pour une vitesse du moteur supérieure à ladite valeur donnée. Suivant une forme de réalisation, ledit circuit électronique comprend un multivibrateur monostable ayant une constante de temps donnée supérieure à chacune desdites durées de formation d'étincelle pour la vitesse maxima du moteur et plus courte que ces durées pour la vitesse minima du moteur. Ce circuit électronique comprend également une porte NON-OU qui présente une sortie et deux entrées, et un premier circuit servant à relier lesdits moyens synchronisés sur le moteur à l'entrée dudit multivibrateur monostable et à l'une des entrées de cette porte NON-OU. Ce circuit électronique comporte en outre un second circuit servant à relier la sortie dudit multivibrateur monostable à l'autre des sorties de cette porte NON-OU et un troisième circuit servant à relier la sortie de cette porte NON-OU audit interrupteur électronique pour régler lesdites durées de formation d'étincelle. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard de la figure unique annexée et donnant, à titre explicatif mais nullement limitatif, diverses formes de réalisation. Cette figure est le schéma d'un dispositif d'allumage selon l'invention. On notera que l'ensemble du dispositif d'allumage selon l'invention est très voisin de celui de la demande de brevet aux Etats-Unis d'Amérique citée plus haut. C'est ainsi que ce dispositif d'allumage comporte un oscillateur 11 entouré par un trait mixte. Cet oscillateur comporte un transformateur t2 qui est le transformateur de sortie qui fournit l'énergie d'étincelle de durée réglée, de haute fréquence non amortie, fournie aux bougies (non représentées) d'un moteur à combustion interne (non représenté) par l'intermédiaire d'un bobinage de sortie 13 du transformateur 12. De plus, dans cet oscillateur 11, le transformateur 12 comporte un bobinage de commande 16 qui a pour rôle de commander le démarrage et l'arrêt des oscillations de cet oscillateur. Un transistor 10, qui agit comme interrupteur électronique, est monté en série avec ce bobinage de commande 16. Par conséquent, suivant que le transistor 17 est à l'état conducteur ou non, l'oscillateur 11 fonctionne ou ne fonctionne pas. Les durées d'oscillation déterminent les durées de formation d'étincelle dans le moteur. lorsque le transistor 17 est à l'état conducteur, il ferme un circuit de charge qui empêche l'oscillateur 11 d'osciller. Puis, lorsque ce transistor 17 cesse d'être conducteur, il coupe le circuit de charge et il a également pour effet d'interrompre un courant continu de polarisation qui passe dans le bobinage de commande 16. On est ainsi certain que l'oscillateur se met à fonctionner dès que le transistor 17 passe à l'état non conducteur. Les détails sur le fonctionnement d'un dispositif d'allumage de ce type sont exposés clairement dans la demande de brevet aux Etats-Unis d'Amérique et dans les brevets cités plus haut. On notera qu'un ensemble 20 d'interrupteur d'allumage excite le circuit de commande du transistor 17 de l'interrupteur électrohique. En même temps, cet interrupteur commande un ensemble à relais 21 qui provoque un court-circuit direct dans le bobinage de commande 16 de l'oscillateur 11 chaque fois que l'interrupteur d'allumage de l'ensemble 20 est débranché. Il est prévu, en outre, un ensemble 24 synchronisé sur le moteur et représenté comme étant du type photoélectrique. Cet ensemble est analogue à celui qui est décrit dans la demande de brevet citée plus haut et il est analogue également à certains des ensembles synchronisés décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3.861.369 L'ensemble 24 de la présente demande est commandé par un dispositif à volet(non représenté) du doigt ou rotor du distributeur du moteur et il a pour rôle de fournir des signaux identiques à ceux qui seraient fournis par les contacts du rupteur d'un distributeur ordinaire de moteur d'automobile. Cet ensemble 24 synchronisé sur le moteur commande l'interrupteur électronique (c'est-à-dire le transistor 17) à l'aide d'éléments électroniques intercalés. Les éléments principaux de ce circuit sont identiques à ceux qui sont décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3.861.369 cité plus haut, de sorte qu'il n'y a pas lieu de les décrire de façon détaillée. Dans l'ensemble 24 synchronisé sur le moteur, le volet (non représenté) du distributeur est prévu pour fournir les signaux d'étincelle au moment de son ouverture. A ce moment, les signaux de sortie sont émis par l1 ensemble 24 et envoyés à l'une des entrées d'une porte NON-OU 30, par l'intermédiaire de deux transistors 25 et 26. Le signal de sortie émis par cette porte NON-OU 30 traverse une autre porte 31 qui commande deux transistors 34 et 35 qui eux-mêmes, règlent l'état de conduction de l'interrupteur électronique 17. Il est prévu un ensemble multivibrateur 38 redéclenchable dont une sortie est branchée sur l'une des entrées de la porte 31 ; mais le fonctionnement de cet ensemble ne fait pas partie de l'invention et l'on pourra trouver des détails sur le fonctionnement de cet ensemble 38 dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3.861.369 cité plus haut. Comme on l'a cité précédemment, le problème résolu par la présente invention concerne le fonctionnement des moteurs à combustion interne à vitessesrelativement élevées. A ce propos, un dispositif d'allumage du type décrit dans la présente demande et décrit également dans divers brevets et diverses demandes de brevets au nom du demandeur a la durée de ses étincelles déterminée par une position angulaire du vilebrequin qui est réglée par l'ouverture d'un volet ou par ltouverture des contacts du rupteur. Ce volet où les contacts du rupteur sont reliés directement, de façon connue, au vilebrequin du moteur. Le signal d'étincelle de durée réglée, de fréquence élevée, non amortie est très avantageux (en particulier lorsque le moteur tourne à faible vitesse) car il entretient une étincelle qui dure pendant toute la rotation du vilebrequin ; toutefois, un tel signal d'étincelle présente un inconvénient inattendu lorsque le moteur tourne à des vitesses assez élevées pour que la durée d'un signal d'étincelle soit inférieure à ce qu'elle serait dans le cas classique d'un signal d'étincelle du type monostable. L'invention remédie à cet inconvénient grâce à des moyens de commande qui assurent une durée minima de formation d'étincelle, à laquelle on peut donner toute valeur désirée. Par conséquent, on règle cette durée minima de façon qu'elle soit plus longue que la courte période de formation d'étincelle qui se présente normalement lorsque le moteur tourne à vitesse élevée . -On obtient ce résultat en faisant appel à un multivibrateur monostable 39 comportant un condensateur extérieur 42 et une résistance ohmique 43 reliés au circuit intégré de manière à définir la période des fonctionnements des multivibrateurs monostables. On sait qu'un multivibrateur monostable passe d'un état d'émission à un autre lorsqu'il reçoit un signal d'entrée et qu'il revient à l'état initial automatiquement au bout d'une constante de temps qui est fonction de la capacité du condensateur et de la résistance. Le multivibrateur 39 présente un circuit de sortie 46 branché sur une entrée de porte NON-OU 30. Cette porte 30 comporte un autre branchement d'entrée 47 relié à la sortie du transistor 26, qui est relié également, par un circuit 50, à l'entrée du multivibrateur monostable 39. On notera que le fonctionnement du dispositif selon l'invention est tel que, pour une vitesse donnée du moteur à combustion interne ou pour une vitesse inférieure à cette vitesse donnée, le signal de commande de la durée des étincelles est déterminée par ensemble 24 synchronisé sur le moteur, en ce qu'il concerne aussi bien le début que la fin de chaque signal d'étincelle. C'est ainsi que, comme on l'a signalé plus haut, lorsque le volet (non représenté) permet aux signaux de passer dans l'ensemble 24, les signaux émis par le transistor photosensible sont transmis aux deux transistors 25 et 26 pour être amplifiés. Ces signaux continuent de circuler dans le circuit de commande, par la porte NON-OU 30 et par la porte 31 en direction des transistors 34 et 35, de manière à régler l'état de conduction de l'interrupteur électronique 17. Mais la porte NON-OU 30 laisse passer les signaux de commande voulus, c'est-à-dire change d'état, lorsque l'une des entrée reliée aux circuits 47 et 46, est à l'état convenable. Par conséquent, si le signal de commande volet provenant de l'ensemble 24 a une durée inférieure à une valeur donnée, c' est-à-dire inférieure à la valeur fixée par les constantes du circuit déterminées par le condensateur 42 et par la résistance ohmique 43 du multivibrateur monostable 39, la sortie de la porte 30 ne change pas d'état à la fin du signal de position angulaire du vilebrequin fourni par l'ensemble 24, tant que le signal provenant du multivibrateur 39 est appliqué à l'autre entrée, par l'intermédiaire du circuit 46. Par conséquent, pour toute vitesse du moteur supérieure à une vitesse de rotation donnée, les signaux d'étincelle se poursuivent pendant une durée supérieure à celle qui est définie par la position angulaire donnée du vilebrequin déterminée par les ouvertures du volet.Cela signifie que les signaux d'étincelle sont plus complets et ont une durée minima, ce qui supprime tout risque de ratés d'allumage ou de combustion incomplète du mélange de carburant dans les cylindres. En d'autres termes, pour des vitesses du moteur inférieures à une vitesse de rotation donnée, le multivibrateur monostable 39, n'agit pas étant donné que sa variation de signal dans le circuit de sortie 46 est dominée par le signal de sortie dans le circuit 47 en provenance de l'ensemble 24 synchronisé sur le moteur ; Par conséquent, la porte NON-OU 30 ne change pas d'état. Cela veut dire que le signal d'étincelle se poursuit pendant toute la rotation voulue du vilebrequin pour des vitesses faibles du moteur et que l'on tire profit du signal d'étincelle de fréquence élevée non amortie, aux vitesses faibles du moteur. Puis, lorsque la vitesse du moteur se met à dépasser la vitesse donnée, le signal d'étincelle, au lieu d'avoir une durée courte étant donné que la durée de rotation du vilebrequin est plus faible, se poursuit pendant une durée donnée définie par le multivibrateur monostable 39 et-l'on obtient de la sorte un meilleur signal d'étincelle aux vitesses élevées du moteur. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'allumage pour moteur à combustion interne, utilisant une energie d'étincelle de durée réglée de fréquence élevée non amortie, cette énergie d'étincelle étant fournie par un oscillateur qui comprend un transformateur de sortie et un bobinage de commande servant à déclencher et à arrêter les oscillations de cet oscillateur au début et à la fin de chaque formation d'étincelle, un interrupteur électronique monté en série avec ledit bobinage de commande et servant à ouvrir et fermer un circuit de charge qui comprend ce bobinage de commande et des moyens synchronisés sur le moteur servant à régler cet interrupteur électronique, ledit dispositif d'allumage étant caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit électronique constitué par des moyens à constante de temps servant à relier lesdits moyens synchronisés sur le moteur audit interrupteur électronique,le montage étant tel que lesdites durées de formation d'étincelle sont déclenchées et arrêtées par ces moyens synchronisés sur le moteur lorsque le moteur tourne à une vitesse inférieure à une valeur donnée, tandis qu'ils sont arrêtés par lesdits moyens à constante de temps lorsque le moteur tourne à une vitesse supérieure à cette vitesse donnée. 2.Dispositif d'allumage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ses moyens à constante de temps consistent en un multivibrateur monostable. 3. Dispositif d'allumage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit circuit électronique comprend également une porte NON-OU présentant deux entrées, lesdits moyens synchronisés sur le moteur étant branchés à l'entrée dudit multivibrateur monostable et à l'une des entrées de ladite porte NON-OU, tandis que la sortie de ce multivibrateur monostable est branchée à 1' autre entrée de cette porte NON-OU. 4. Dispositif d'allumage selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que ledit multivibrateur monostable a une constante de temps donnée qui est supérieure à chacune desdites durées de formation d'étincelle lorsque la vitesse du moteur dépasse une valeur donnée. 5. Moteur à combustion interne muni d'un dispositif d'allumage selon l'une des revendications 1 à 4.