Brevet FR2424419A1 — publié le 19791123

La présente invention a pour objet un dispositif électronique d'allumage de moteurs à combustion interne, notamment pour véhicules automobiles, dispositif du type comportant entre autres éléments, un premier générateur délivrant une tension cyclique U1, en forme de dent de scie, laquelle tension Ul est proportionnelle à l'encart angulaire entre une position de référence et une position variable du volant moteur et un deuxième générateur délivrant une tension U2 fonction de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne. Un tel dispositif utilisant deux générateurs qui, indépendamment l'un de l'autre, délivrent l'un, une tension en dent de scie U1, l'autre une tension U2 fonction de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne est connu, notamment par le brevet français 1.586.882 et son premier certificat d'addition 2.203.431 au nom de la demanderesse. Dans ce dispositif, les générateurs de courant habituellement em payés sont affectés d'un temps de réponse dû au fait qu'ils comportent des circuits de filtrage. Ce filtrage influe, en conséquence, sur la précision du dispositif. D'autre part les générateurs de courant du dispositif ne délivrent pas en sortie une pluralité de courants égaux ou proportionnels tels que, l'on puisse alimenter divers circuits du dispositif d'allumage par exemple, un circuit de contrôle du temps de charge de la bobine d'allumage, ou bien divers appareils ou dispositifs à bord du véhicule comme un compte tours, des prises de diagnostic ou un dispositif de commande d'injection. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un dispositif électronique d'allumage du type comportant entre autres éléments, un premier générateur délivrant une tension cyclique U1, en forme de dent de scie, proportionnelle à l'ecart angulaire entre une position de référence et- une -position variable du volant moteur, et un deuxième générateur qui délivre une tension U2 fonction de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne, caractérisé en ce que les génerateurs délivrant les tensions U1 et U2 sont alimentés par un générateur de courants comportant au moins une sortie qui fournit un courants2 inversement proportionnel à un courant I1, lequel courant I1 est proportionnel au temps s'écoulant pendant chacun des cycles successifs de la tension en dent de scie Ul. Si il s'avère nécessaire de contrôler le temps de passage du courant dans l'enroulement primaire de la bobine d'allumage dans le but d'éviter une consommation inutile aux basses vitesses de rotation du moteur, le générateur de courant comprend dans ce cas une deuxième sortie alimentant ledit circuit de controle, par l'intermédiaire d'un courant I2', égal ou proportionnel au courant 12. Suivant que le véhicule est équipé d'un compte-tours, de prises de diagnostic, et d'un dispositif d'injection de carburant, le genérateur de courants comprend une pluralité de sorties délivrant des cou rants I2", 12'" .., égaux ou proportionnels au courant I2. Le générateur de courants comprend un circuit de mesure du temps qui s'écoule pendant chacun des cycles successifs de la tension en dent de scie LJI, ledit circuit de mesure fournit un courant I1 qui alimente un circuit inverseur de manière qu'à la sortie du circuit inverseur on dispose d'au moins un courant I2 égal à I2/I1, le courant I étant un courant constant. 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 du dispositif objet de l'invention. Ld figure 2 représente un mode de réalisation préféré du généra- teur de courants comprenant le circuit de mesure du temps et le circuit inverseur. La figure 3 représente une première variante de réalisation du circuit inverseur variante dans laquelle les courants de sortie I2,I2", 12'" ... sont plus faibles que le courant I2. La figure 4 représente une deuxième variante de réalisation du circuit inverseur variante dans laquelle les courants de sortie I2:I21'IZ''' sont supérieurs au courant I2. La figure 5 représente l'allure des divers signaux en certains points du disXpositif, le moteur étant en phase d'accélération. Le dispositif électronique d'allumage selon l'invention et repré senté schématiquement par la figure 1, comprend un détecteur de position 1, pouvant être de façon connue, de proximité, magnétique, optique lequel détecteur décèle des discontinuités réalisées sur un disque (non représenté) entraîné en rotation par le moteur à combustion interne. Un circuit de mise en forme 2 reçoit le signal émis par le détec- teur 1 et le transforme, de manière connue, en un signal rectangulaire dont le front de monté est commandé par le passage au point de calage initial et le front de descente par le point de référence. Les points de calage initial et de référence correspondent à la géométrie des discontinuites réalisées sur le disque tournant. Le circuit de mise en forme 2 délivre un signal rectangulaire A et son complément W (voir figure 5). La largeur de ces signaux détermine les limites dans lesquelles l'allumage doit se produire. Un générateur 3 connecté au circuit de mise en forme 2, délivre des courants de sortie I2, I2',I2",12"' etc, inversement proportionnels à un courant Il, lequel courant I1 est proportionnel au temps s'é- coulant pendant chacun des cycles successifs de la tension en dent de scie U1 (voir figure 5). Conformément à l'invention, le générateur de courants 3, alimente dans cet exemple de réalisation un amplificateur continu 4 qui délivre en sortie la tension U2 fonction de la vitesse de rotation du moteur (voir figures 1 à 5). Le générateur de courants 3 alimente, d'autre part, un intégrateur 5, le quel intégrateur, à partir des signaux issus du circuit de mise forme 2, délivre la tension U1, proportionnelle à l'angle de rotation du volant moteur, tension U1 à laquelle est ajoutée la tension U3 provenant d'un capteur de mesure 6, telle par exemple que la dépression régnant dans la tubulure d'admission du-moteur à combustion interne. Les tensions U2 et U1+U3 sont appliques aux entrées d'un comparateur 7, de manière que la tension U1 croissont avec l'écart angulaire entre la position de référence et la position variable du volant moteur et la tension U2 étant à une valeur déterminée en fonction de la vitesse lorsque la tension U14U3 coincide avec la tension U2, on obtienne en sortie du comparateur 7, une impulsion d'allumage qui, par l'intermédiaire de l'élément amplificateur de puissance 8, de la bobine d'allumage 9 et d'un dispositif de distribution (non représenté) déclenche une étincelle d'allumage aux électrodes de la bougie sélectionnée. Le générateur de-courants 3 comporte une sortie annexe apte à alimenter, par exemple un circuit de contrôle du temps de charge de la bobine d'allumage 9, lequel circuit est logé de préférence dans l'élément amplificateur de puissance 8. Le générateur de courants 3, comporte également d'autres sorties annexes pouvant alimenter en courants proportionnels à la vitesse de rotation du moteur, des appareils tels qu'un compte tours 10, un dispositif d'injection 11 et des prises de diagnostic 12. Selon un mode préféré de réalisation représenté par la figure 2, le générateur de courants 3, comprend un circuit de mesure du temps 100 et un circuit inverseur 200. Le circuit de mesure du temps séparant deux cycles successifs de la tension en dent de scie U1 délivre un courant I1 proportionnel à la période T des signaux A, . Le circuit de mesure 100 est constitué principalement de trois amplificateurs opérationnels 101, 102, 103, le premier amplificateur 101 permet la charge, par un courant d'intensité constante, du condensateur 104 entre deux impulsions successives des signaux A A. Le signal A et le transistor 105 arretent la charge du condensateur 104 pendant la mise en mémoire de la tension obtenue aux bornes du condensateur 104. Le signal A, le condensateur 106 et le transistor 107 assurent la décharge du condensateur- 104, préparant ainsi la nouvelle mesure de période. La tension obtenue aux bornes du condensateur 104 est proportionnelle à la période des signaux d'entrée (voir figure 5, ligne B). Cette tension proportionnelle est mise en mémoire dans le condensateur 10E, par l'intermédiaire de l'amplificateur 102 et des transistors 109, 110 de la diode 114 et de la résistance 125 pendant la duree des signaux A A (voir figure 5ligne). Les transistors 109, 110 sont commandés par les signaux A A. Pendant le transfert de la tension du-condensateur 104 au condensateur 108, le transistor 109 commandé par le signal A est conducteur, par contre le transistor 110 commandé par le signal A est non conducteur. On dispose donc, ainsi, aux bornes du condensateur 108 d'une tension proportionnelle à la période précédente des signaux A A (voir figure 5ligne C). L'amplificateur 103, le transistor 111, les résistances 112,et 113 transforment cette tension en courant I1 utilisable au collecteur du transistor 111 (voir figure 5-ligne D). Les diodes 114,115 sont des diodes de blocage évitant la décharge des condensateurs 104, 108 lorsque les transistors 105, 110 sont conducteurs. La résistance 116 polarise a base du transistor 107, les résistant ces 117 et 118 fixent le potentiel de l'entrée non inverseuse (+) de l'amplificateur opérationnel 101, à partir d'une tension stabilisée à 5 Volts, par tout moyen connu tel une diode zener par exemple. Les résistances 119, 120, 121, 122 et 123 sont des résistances limitatrices, la résistance 124 définit le courant de charge du condensateur 104. Le circuit inverseur 200 (voir figure 2) transforme le courant I 1 disponible au collecteur du transistor 111 en courants I 2, I2',I2",2"' proportionnels à la fréquence des signaux d'entrée A is (voir fig. 5 ligne E). Il est connu que la valeur de la tension u d'une diode traversée par un courant i est égale à u = kT/q log. i 10 Le terme kT/q est proportionnel à la température absolue T et io caractérise la géométrie de la jonction et varie en fonction de la température. Il importe donc, pour que l'inverseur n'ait pratiquement aucune dérive thermique qu 'il soit conçu, de manière que les termes kT/q et io n'aient aucune influence. A cet effet le circuit inverseur 200 comprend les transistors 201 et 202 qui assurent la suppression de l'influence des courants de bases des transistors constitutants le miroir de courant et le circuit de courant constant, un circuit de courant constant I, constitué des transistors 203, 204 et des résistances 205, 206, 207 et 208 ; un miroir de courant constitué des transistors 209, 210, 211 qui recopie le courant I 1 présent à l'émetteur du transistor 111 du circuit de mesure du temps 100, une pluralité de transistors 212, 213, 214, 215, 216, 217 connectés de façon telle que les transistors 215, 216, 217 délivrent à leurs collecteurs respectifs des courants I 2, I 2', I 2 " égaux entre eux et un transistor 218 qui assure l'alimentation de l'émetteur du tranvsistor 212. La disposition des divers éléments du circuit inverseur 200 est telle que en appelant U1 la tension à la jonction-émetteur-base du transistor 212, u la tension à la jonction émetteur-base des transistors213, 214 traversés par le courant constant I et u 2 la tension à la jonction émetteur-basè des transistors 215, 216 et 217 délivrant les courants I 2, I 2', I 2", et les transistors 212, 213, 214, 215, 216 et 217 étant reliés entre eux de la manière représentée par la figure 2 on a 11l+U2 = 2U, ce qui satisfait à l'équation arnérale U= kT/q log. i appliquée 10 aux jonctions-émetteurs base des transistors constituants le circuit inverseur 200 et conduit à la relation I1 x I2 = I2 d'ou 12 = I2/T1 Bien que dans la figure 1, il ne soit représenté que trois transistors 215, 216 et 217 délivrant des courants I 2, I 2', I 2", il est évident qu'il suffit de prévoir le nombre adéquat de transistors pour obtenir les courants I 2"', I 2"'' etc Dans le mode de réalisation représenté par la figure 2, les courants I 2, I 2', I 2" sont égaux entre eux. Dans une première variante de réalisation du circuit inverseur 200, représenté par la figure 3, la géométrie des transistors 212, 213, 214, 215, 216 et 217 c'est à dire les surfaces d'émetteur sont adaptées de manière telle que les courants I 2', I 2" soient plus faibles que le courant I 2, I 2' étant supérieur à I 2. Dans une deuxième variante de réalisation du circuit inverseur 200 représenté par la figure 4, les courants I 2', I 2" sont supérieurs au courant I 2, I 2" étant supérieur à I 2'. Il est évident pour l'homme de l'art que si le véhicule à équiper comporte un compte tours, des prises de diagnostic, un dispositif dtin- jection ou autres appareils nécessitant une alimentation en courant proportionnel à la vitesse de rotation du moteur à combustion interne, il suffit d'ajouter d'autres transistors de sortie qui connectés à la suite des transistors 215, 216, 217 et reliés de la même manière au circuit-inverseur 200 délivrant à leurs collecteurs des courants I 2"', I 2'''' etc ... égaux ou proportionnels entre eux suivant l'utilisation désirée. Dans l'exemple de réalisation représenté par les figures 2,3 et 4 les courants I 2, I 2' alimentent l'amplificateur continu 4 qui délivre la tension U 2 fonction de la vitesse de rotation du mdteur à combustion interne et l'intégrateur 5 qui délivre la tension en dent de scie U1 (voir figures 1 et 5 - ligne F), de manière telle que lorsque les tensions U 1 et U 2 appliquées aux9entrées du comparateur 7 (voir fig. 1) coincident on obtienne en sortie du comparateur une impulsion de commande de l'allumage. On conçoit bien que la tension U 1 qui est représentative de l'écart angulaire ventre une position de référence et une position variable du volant moteur doit être constante pour cet écart angulaire quelle que soit la vitesse de rotation. En conséquence de quoi il importe de disposer d'un courant de charge I 2 de l'intégrateur 5 croissant dans un rapport I2/I 1 de manière à respecter la condition ci-dessus mentionnée. Il est bien entendu que des modifications peuvent Aetre apportées aux modes de réalisation décrits ci-dessus sans sortir pour cela du cadre de l'invention. -REVENDICATIONS - ~=~~~=~= ~=~=~=~=~=~=~=~=~ 1 - Dispositif électronique d'allumage pour moteurs à combustion interne, notamment de véhicules automobiles, dispositif du type comportant entre autres éléments, un premier générateur délivrant une tension cyclique U 1, en forme de dent de scie, proportionnelle à l'écart angulaire b( entre une position de référence et une position variable du volant moteur, et un deuxième générateur qui délivre une tension U2 fonction de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne, caractérisé en ce que les générateurs délivrant les tensions U 1 et U 2 sont alimentés par un générateur de courants comportant au moins une sortie qui fournit un courant I 2 inversement proportionnel à un courant I 1, lequel courant I 1 est proportionnel au temps s'écoulant pendant chacun des cycles successifs de la tension en dent de scie U 1. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur de courants 3 comprend une pluralité de sorties délivrant des courants I 2', I 2", I 2 "' ..., égaux ou proportionnels au courant I 2, lesquels courants alimentent les différents circuits du dispositif électronique d'allumage qui nécessitent un courant proportionnel à la vitesse de rotation du moteur à combustion interne. 3 - Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le générateur de courants 3, un circuit 100 de mesure du temps qui s'écoule pendant chacun des cycles successifs de la tension en dent de scie U 1, lequel circuit de mesure du temps délivre en sortie un courant I 1 qui alimente un circuit inverseur 200 de manière qu'à la sortie dudit circuit, on dispose d'au moins un courant I 2 égal à I2/I 1. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit inverseur 200 comprend deux transistors 201 et 202 qui assurent la suppression de l'influence des courants de base des transistors constituants le miroir de courant et le circuit de courant constant, un circuit constitué des transistors 203 et 204 et des résistances 205 à 208 lequel circuit délivre un courant constant I ; un miroir de courant constitué des transistors 209 à 211 qui recopie le courant I 1 présent à l'émetteur du transistor 111 du circuit de mesure du temps 100, une pluralité de transistors 212 à 217 connectés de façon telle que les transistors 215, 216, 217 délivrent à leurs collecteurs respectifs des courants I 2, I 2', I 2" et un transistor 218 qui assure l'alimentation de l'émetteur du transistor 212.