Brevet FR2418345A1 — publié le 19790921

La présente invention part d un dispositif pour la production de signaux de sortie variables en fonction de la vitesse de rotation, en particulier pour la commande de l'angle de ferme ture dans des installations allumage de moteurs à combustion interne, dispositif comportant un émetteur tournant pour la production d'une tension d'émission qui varie en permanence au moins sur des plages partielles. On connait déjà de tels dispositifs pour faire varier le niveau de fermeture en fonction de la vitesse de rotation, à partir des Brevets DE-OS 2 549 586 et DE-PS 2 124 310, où pourtant, en plus des niveaux de fermeture. c1 est également le niveau d'ouverture pour la production des signaux de sortie qui se modifie. Ceci signifie par exemple dans une installation d'allumage qu'à vrai dire on augmente l'angle de fermeture, mais que cependant on décale également l instant de l'allumage.De plus, le niveau de déclenchement, qui en principe est fixé par une sorte de tranducteur fréquencewtensionp ne s'adapte qu a une constante de temps de régulation fixée G En exploitation dynamique, c!està-dire lors de lflaccélération et du freinage du moteur, l'allure de l'angle de fermeture se modifie donc de façon indésirableo La capacité nécessaire pour mémoriser le niveau de référence n'est pas intégrable et est à l'origine de coûts supplémentaires. Le dispositif selon l'invention caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens pour fixer au moins deux valeurs de seuil pour la tension d'émission comme niveau de fermeture: ainsi qu'une valeur de seuil comme niveau d"ouverture, pour les signaux de sortie et en ce que lon peut déclencherfi sous action de la vitesse de rotation du dispositif émetteur une commutation faisant passer de l'un à l'autre des niveaux de fermeture qui sont au moins deux, présente par contre l'avantage que l instant de l'allumage ne se décale pas lors de la modification de angle de fermeture. D'autres conceptions avantageuses et améliorations du dispositif indiqué ci-dessus sont possibles grace aux mesures ci-dessous - il est prévu au moins un étage capteur de la vitesse de rotation étage dont le signal, qui peut se déclencher à partir dune vitesse de rotation limite que l'on peut fixer1 peut modifier par sauts la valeur de seuil du niveau de fermeture d::un étage à valeur de seuil qui produit la tension de sortie - comae étage à valeur de seuil, il est prévu un aplificateur d'opération monté en bascule de Schmittn dont une entrée est reliée à la sortie des étages capteurs de la vitesse de rotation, - il est prévu pour la tension d'émission un deuxième étage à valeur de seuil servant d'étage capteur de la vitesse de rotation, - il est prévu comme deuxième étage à valeur de seuil, un amplificateur d'opération relié au dispositif émetteur par l'intermédiaire d'un dispositif à diode Z, - l'amplificateur d'opération est monté en réaction positive avec un circuit diodes-résistances, pour permettre d'obtenir une hystérésis quelconque, - pour fixer au moins deux valeurs de seuil comme niveau de fermeture, il est prévu un nombre correspondant d'étages à valeur de seuil, qui deviennent actifs, en fonction de la vitesse de rotation, pour produire un signal de sortie, - il est prévu des moyens pour superposer les signaux de sortie des étages à valeur de seuil, - il est prévu un dispositif de commutation pour passer de l'un à l'autre des étages à valeur de seuil en fonction de la vitesse de rotation, - il est prévu un dispositif émetteur avec signal de sortie fonction de la position angulaire. Particulièrement avantageuse est l'utilisation du niveau de la tension d'émission pour obtenir la commutation de la durée de fermeture en fonction de la vitesse de rotation. Ceci permet d'obtenir de bonnes caractéristiques dynamiques. Pour obtenir un accroissement particulièrement exact de l'angle de fermeture, on peut avantageusement utiliser ce que l'on appelle des émetteurs à rampes c'est-à-dire des émetteurs à signaux de sortie fonction de la position angulaire. L'invention sera mieux comprise à laide de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 représente, sous forme de circuit, une réalisation d'un premier exemple dexécution! - la figure 2 est une courbe qui explique le mode d'action de l'exemple d'exécution représenté sur la figure 1, - la figure 3 est un diagramme par blocs d'un deuxième exemple d'exécution, - la figure 4 est une courbe qui explique le mode d'action de l'exemple d'exécution représenté sur la figure 3 et, - la figure 5 est une courbe qui explique le mode d'action lors de l'utilisation d'un émetteur fonction de la position angulaire (émetteur à rampe). Dans le premier exemple d'exécution représenté sur la figure 1, un dispositif émetteur 10 est relié, par l'intermédiaire de deux résistances 11, 12, aux deux entrées d'un amplificateur opérationnel 13. Le dispositif émetteur 10 comporte un récepteur inductif 100, devant lequel se trouve un dispositif tournant, à action ferromagnétique 101, ce qui induit des tensions d'émission. Dans les moteurs à combustion interne, le dispositif tournant 101 est de préférence relié au vilebrequin. L'amplificateur opérationnel 13 est rélié en réaction positive avec une résistance 14 et agit donc de la façon connue en soi comme bascule de Schmitt. La sortie de l'amplificateur opérationnel 13 est reliée, par l'intermédiaire de la borne de sortie 15, à un étage final d'allumage 16 comme on en connaît par exemple à partir de l'état de la technique rappelé au début, étage qui comporte habituellement un transistor de commutation placé dans le circuit d'intensité primaire d'une bobine d'allumage dont le circuit d'intensité secondaire comporte au moins un circuit d'allumage sous forme d'une bougie d'allumage. En cas de besoin, on peut mettre en circuit en aval du transistor des étages pilotes. L'entrée de l'amplificateur opérationnel 13 fonctionnant en circuit inverseur est reliée, par l'intermédiaire d'une résistance 17, à la sortie d'un deuxième amplificateur opérationnel 19 qui comporte deux montages en réaction positive composés tous les deux du circuit de série comprenant une résistance 20 ou 21 et une diode 22 ou 23. Les deux diodes 22, 23, sont montées A polarité respectivement inverse. Un diviseur de tension constitué de deux résistances 24, 25, est monté entre une borne 26 reliée au pôle positif d'une source de tension d'alimentation et la masse. Le point de jonction entre les deux résistances 24, 25 est relié, d'une part par l'intermédiaire de la résistance 12, à l'entrée non inversante de l'amplificateur opérationnel 13, d'autre part, par l'intermédiaire de la résistance 27, à l'entrée non inversante de l'amplificateur opérationnel 19, et enfin, par l'intermédiaire du circuit de série oonstitué des deux résistances 28, 29, à l'entrée inversante de l'amplificateur opérationnel 19.Le point de jonction situé entre les deux résistances 28, 29, est relié, par l'intermédiaire du circuit de série constitué des deux diodes Z à polarité opposée et de la résistance 1l à entrée inversante de l'amplificateur opérationnel 13 De plus 7 la borne 26 est reliée, par l'intermédiaire d'une résistance 18 à l'entrée inversante de l'amplificateur d'opération 19. Le mode d'action de l'exemple d'exécution représenté sur la figure 1 doit sexpliquer comme suit à l'aide de la courbe représentée sur la figure 2 Les deux premières demi-ondes représentées de la tension d'émission U 10 montrent les rapports qui existent à faible vitesse de rotation et les deux demi-ondes suivantes ceux qui existent à vitesse de rotation élevée, où l'amplitude d'émission s accroit L amplificateur opérationnel 13 monté comme bascule de Schmitt, sert à traiter la tension d'émission U 10 Il reçoit-par l intermédiaire du deuxième comparateur 19, un prépotentiel négatif; ce qui fait que son niveau de déclenchement se situe dans les tensions d'entrée positives.Le point de jonction situé entre la résistance 11 et la résistance 17 y agit comme étage additif où ce prépotentiel négatif s'ajoute au signal d'émission L'hystérésis est fixée de façon que le comparateur 13 se ferme pour le seuil positif S1 et s'ouvre déjà à nouveau pour le seuil positif S2, ce qui fait que liinstal- lation ne comporte pas de position de repos. La différence angu laire $ 1 entre la fermeture et l'ouverture définit l'angle de fermeture de l'interrupteur électrique qui se trouve dans le circuit d'intensité primaire de la bobine d'allumage. De façon connue, à la fin de l'angle de fermeture, le processus d'allumage se déclenche par ouverture du transistor utilisé comme-interrupteur. La tension du dispositif d'émission 10, qui croît avec une vitesse de rotation croissante, dépasse, pour une vitesse de rotation fixée, la valeur du seuil à diodes Z monté en aval du comparateur 19 et constitué des dispositifs de diodes Z 30, 31. Lorsque l'on passe en-dessous du seuil négatif S3, l'amplificateur opérationnel 19 passe d'un potentiel de départ négatif à un potentiel de départ positif. Son hystérésis, que l'on peut fixer au moyen de la dérivation à réaction positiue 20 à 23, s'y accrolt, ce qui fait que ce n'est que lorsque l'on dépasse la valeur S4 positive du seuil Z que l'amplificateur 19 repasse dans l'autre sens.Du fait que le comparateur 19 est passé à un potentiel de sortie positif, le comparateur 13 reçoit un prépotentiel positif 1 ce qui fait que son niveau de fermeture se décale du seuil S1 au seuil S5 à valeur négatives I1 en résulte que l'angle de fermeture s'accroît et commence dé3à pour une position angulaire plus précoce Comme le comparateur 19 repasse à nouveau à potentiel de sortie négatif, lorsque l'on atteint le seuil de déclenchement S4, on conserve le seuil S2 d'ouverture du comparateur 13. On ne décale donc pas l'instant d'allumage Grace à un dimensionnement différent des résistances pour obtenir un décalage positif et négatif du niveau de déclenche ment, on peut encore obtenir un plus fort accroissement de l'angle de fermeture par rapport à un couplage symétrique. On ajoute ici une diode en série à la résistance 17. Parallèlement à cette disposition, il est prévu un autre circuit de série constitué d'une résistance avec une diode les diodes étant montées à polarité inverse liune par rapport à 1 'autre. Pour ce montage, on peut en principe utiliser égale ment d'autres dispositifs émetteurs, dont le signal de sortie présente d'une part une amplitude fonction de la vitesse de rotation et d'autre part peut se modifier en permanence en fonction de l'angle de rotation, au moins sur des plages partielles. A l'aide d'autres comparateurs montés de façon anale gue au comparateur 19, et comportant des niveaux de déclenchement différents, on peut obtenir une modification quelconque, par paliers, de l'angle de fermeture. Dans le deuxième exemple d'exécution représenté sur la figure 3, le dispositif émetteur 10 est respectivement relié à l'entrée de deux étages à valeur de seuil 40, 41, qui sont par exemple réalisés selon la figure 1, au moyen d'un amplificateur opérationnel et sont montés de façon analogue, à l'amplificateur opérationnel 13. La sortie de l'étage à valeur de seuil 40, de même que la é rt::e-inversante de l'étage à valeur de seuil 41 sont reliées, par l'intermédiaire d'une liaison logique NOUNOU 42 à la borne 15 à laquelle est relié un étage final d'allumage 16 Le mode d'action de l'exemple d'exécution représenté sur la figure 3 doit s'expliquer dans ce qui suit à l'aide de la courbe représentée sur la figure 4 Le dispositif émetteur 10 a conception inductive produit à nouveau une tension d'émission U 10, représentée dans la plage des vitesses de rotation basses et dans la plage des vitesses de rotation élevées L'étage à valeur de seuil 40 comporte un seuil de fermeture S40 et un seuil d'ouverture S40, tandis que l'étage à valeur de seuil 40 présente un seuil de fermeture S41 et un seuil d'ouverture S410 Pour les faibles vitesses de rotation, on n'atteint pas le seuil S41, ce qui fait que c'est simplement l'étage à valeur de seuil 40 qui entre en activité et définit la durée de fermeture & 3c A partir d'une vitesse de rotation fixée, on dépasse le seuil S41, ce qui fait que le deuxième étage à valeur de seuil 41 commence à fonc- tionner et émet un signal de sortie U41. Les signaux de sortie U40 et U41 des deux étages à valeur de seuil 40, 41 sont additionnés dans le montage logique NON-OU 42 et donnent un angle total de fermeture j 4 qui est agrandi par rapport à 0K3 Ici aussi, gracie à d'autres étages à valeur de seuil montés convenablement, on peut obtenir un accroissement par paliers de l'angle de fermeture lorsque la vitesse de rotation croIt La courbe représentée sur la figure 5 représente la tension de sortie Ur d'un dispositif émetteur conçu comme émetteur à rampe. Un tel émetteur à rampe produit une tension du dispositif émetteur qui crolt linéairement en fonction d'un angle de rotation fixé de la partie tournante.Pour des vitesses de rotation plus élevées, il se produit en conséquence un accroissement de la tension plus rapide dans le temps. Ce flanc à croissance linéaire peut même être relativement raides mais il doit présenter une valeur constante de dU/d O . On peut produire une telle croissance de la tension par suite de la forme géométrique des segments de l'émetteur sur la partie tournante, qui, par exemple, passent devant un récepteur conçu sous forme d'élément Hall. On a déjà proposé de tels émetteurs à rampe dans les demandes de Brevets Allemands2 2 726 132.1 et 2 730 309.9. Grâce à une conception appropriée de ces segments, on peut obtenir des allures pratiquement quelconques de la tension d'émission en fonction de l'angle de rotation. C'est ainsi que cette tension d'émission peut ne se trouver que dans la plage positive ou négative de tension, mais peut également se trouver sur les deux plages. Tant les flancs de fermeture que les flancs d'ouverture peuvent varier au point de vue pente ou comporter des sauts. Un tel signal d'émission Ur peut être amené à une bascule de Schmitt 12 à 14 selon la figure 1, le seuil de déclenchement pouvant être décalé par l'intermédiaire du signal de sortie d'un tachymètre quelconque, connu en soi. Un tel tachymètre se compose en principe d'un dispositif capacitif, qui se charge pendant un intervalle donné de temps, par exemple pendant un signal d'émission. La valeur de charge atteinte peut influencer la modification du seuil de déclenchement d'une bascule de Schmitt 13, par exemple par l'intermédiaire d'étages à valeur de seuil. La figure 5 représente un tel décalage par paliers du niveau de fermeture et opère un accroissement par paliers de l'angle de fermeture. Une autre réalisation consiste en ce que le signal d'émission Ur est amené selon la figure 3 à un dispositif d'étages à valeur de seuil, une commutation entre ces étages à valeur de seuil pouvant se faire par l'intermédiaire d'un tachymètre selon les formes d'exécution précédentes. REVENDICATIONS 10) Dispositif pour la production de signaux de sortie variables en fonction de la vitesse de rotation, en particulier pour la commande de l'angle de fermeture dans des installations d'allumage de moteurs à combustion interne, dispositif comportant un émetteur tournant pour la production d'une tension d'émission qui varie en permanence au moins sur des plages partielles, dispositif caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens pour fixer au moins deux valeurs de seuil pour la tension d'émission comme niveau de fermeture, ainsi qu'une valeur de seuil comme niveau d'ouverture, pour les signaux de sortie, et en ce que l'on peut déclencher, sous l'action de la vitesse de rotation du dispositif émetteur (10), une commutation faisant passer de l'un à l'autre;;des niveaux de fermeture, qui sont au-moins deux. 20) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins un étage capteur de la vitesse de rotation (19, 30, 31), étage dont le signal, susceptible de se déclencher à partir d'une vitesse de rotation limite que l'on peut fixer, peut modifier par sauts la valeur de seuil du niveau de fermeture d'un étage à valeur de seuil (13, 14) qui produit la tension de sortie. 30) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que comme étage à valeur de seuil, il est prévu un amplificateur opérationnel (13) monté en bascule de Schmitt, dont une entrée est reliée à la sortie des étages capteurs de la vitesse de rotation (19, 30, 31). 40) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il est prévu pour la tension d'émission un deuxième étage à valeur de seuil servant d'étage capteur de la vitesse de rotation (19, 30, 31). 50) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qulil est prévu comme deuxième étage à valeur de seuil, un amplificateur opérationnel (19) relié au dispositif émetteur (10) par l'intermédiaire d'un dispositif à diode Z (30, 31). 60) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'amplificateur opérationnel (19) est monté en réaction positive avec un circuit diodes-résistances (20 à 23), pour permettre d'obtenir une hystérésis quelconque. 70) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour fixer au moins deux valeurs de seuil comme niveau de fermeture, il est prévu un nombre correspondant d'étages à valeur de seuil (40, 41) qui deviennent actifs en fonction de la vitesse de rotations pour produire un signal de sortie. 80) Dispositif selon la revendication 7s caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens (42) pour superposer les signaux de sortie des étages à valeur de seuil (40, 41). 90) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif de commutation pour passer de l'un à l'autre des étages à valeur de seuil (40, 41) en fonction de la vitesse de rotation. 100) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 7 et 9, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif émetteur avec signal de sortie fonction de la position angulaire.