Brevet FR2422046A1 — publié le 19791102

La présente invention concerne un dispositif pour déterminer l'instant d'allumage d2un moteur à combustion interne en utilisant d'une part des impulsions de référence fournies par un générateur de signaux liés au moteur3 et d'autre part des impulsions d'allumage provenant du circuit d'allumage et caractérisant l'instant d'allumage d'un cylindre déterminé. Un dispositif de ce type est connu en soi. Le principe de fonctionnement de ce dispositif est expliqué à aide des figures 1 et 2. Ce dispositif connu, qui est incorporé dans des plates-formea d'essai servant au contrôle des automobiles, et pour lequel le moteur du véhicule à essayer a été muni3 des la construction, du générateur de signaux, fonctionne parfaitement dans les cas où les impulsions de efdrence sont produites à l'instant où le piston se trouve dans une position déterminée du vilebrequin3 par exemple 20 avant le point more haut. Ce dispositif ne peut toutefois pas être utilisé dans des moteurs dans lesquels ltim- pulsion de référence se produit au moment où le piston se trouve presque au point mort haut, parce que dans ce cas; s'il se produit un retard à l'allumage, l'impulsion de référence apparaît après l'impulsion d'étincelle. Par suite, les circuits traitant les impulsions sont commandés selon une succession incorrecte et le resultat de mesure est faux. Le but de l'invention cet de réaliser un dispositif qui fonctionne de façon satisfaisante dans tous les cas; donc également dans le cas cité plus haut. L'invention atteint ce but premièrement par un dispositif de production d'impulsions supplémentaires à la ':ime fréquence de répétition ou à une fréquence harmonique,à partir des impulsions de référence ou des impulsions d'étincelle deuxièmement par un dispositif de production de premières impulsions différentielles représentant l'intervalle de temps entre les impulsions supplémentaires et les impulsions de référence, troisièmement par un dispositif de production de secondes impulsions diffe- rentielles représentant l'intervalle de temps entre les impulsions supplémentaires et les impulsions d'etincelle et quatrièmement par un dispositif de representation de la différence entre les premières et les secondes impulsions différentielles, l'instant d'allumage pouvant être déduit de la forme et de la largeur dtimpulsion de la différence. Les impulsions supplémentaires peuvent apparaitre un certain temps avant les impulsions d'étincelle, avant que le vilebrequin ait tourné d'un certain angle. Elles peuvent etre produites à partir des impulsions d'étincelle d'un cylindre déterminé. Mais elles peuvent aussi être produites par un générateur qui fournit une tension en dents de scie et qui est déclenché et remis à zéro par les impulsions d'étincelle, les amplitudes d'ondulations étant comparées à un niveau de référence dans un dispositif de comparaison qus, au moment de l'obtention du niveau de référence, fournit les impulsions de sortie caractérisant les impulsions supplémentaires. On connaît des contrôleurs de moteurs à combustion interne avec identification des cylindre dans lesquels un compteur est remis périodiquement a zéro par une impulsion de rappel, après un nombre ic pas correspondant au nombre de cylindres. Dans ce cas, les impulsions supplémentaires peuvant provenir des impulsions de remise à zéro. tes impulsions supplémentaires peuvent également être produites par le retard des impulsions de référence d'un intervalle de temps déterminé eu par le retard des impulsions de référence d'un nombre déterminé de degrés de rotation du vilebrequin. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se reportant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente le schéma synoptique d'un dispositif connu en soi pour déterminer l'instant d'allumage dtun moteur a combustion interne ; - les figures 2a à 2e représentent 11 allure en fonction du temps des impulsions qui apparaissent ;; - les figures @a à 3d représentent l'allure en fonction du temp des impulsions apparaissant dans un tel dispositif, quand l'impulsion de référence est produite au voisinage du point mort haut; - la figure 4 et les figures Sa à 5d fournissent l'explication du principe de l'utilisation des impulsions supplémentaires - la figure 6 représente le schéma synoptique d'un circuit dans lequel ce principe est utilisé - les figures 7a et 7b représentent l'explication de la production des impulsions supplémentaires ; - les figures 8a à 8d et 9a à 9d représentent l'allure en fonction du temps des impulsions apparaissant dans une autre forme de réalisation de l'invention ; et - la figure 10 représente un schéma synoptique d'un dispositif dans lequel ce principe est utilisé. La figure 1 représente schématiquement une partie d'un moteur à combustion interne avec le générateur utilisé qui fournit les signaux pour déterminer l'instant d'allumage. La figure 1 représente un volant 1, un vilebrequin 2, une bielle 3 avec un piston 4 d'un premier cylindre 5 et une bougie 6 qui est reliée par le conducteur 7 à un-dis- tributeur 8. Le générateur se compose d'un aimant 9 qui est placé sur le pourtour du volant 1 et qui coopère avec le détecteur à induction 10. D'une façon courante le détecteur 10 est placé de façon que, si le piston 4 se trouve au point mort haut, l'aimant 9 se trouve, compte tenu du sens de rotation du volant insiqué par la flèche 11, à 20 avant le détecteur 10. A cet instant, un point 12 sur le volant 1 se trouve juste devant le détecteur 10. On verra cet état de choses plus en détail ci-après. Autour du conducteur 7 entre la bougie 5 et le distributeur 8, on a placé un détecteur inductif 13 qui délivre un signal sXil apparat une haute tension dans le conducteur 7 menant à la bougie 6. Le détecteur 13 est relié au générateur d'impulsions 14 qui fournit en sortie un signal en forme d'impulsion quand la bougie s'allume. Ce signal sera désigné ci-après par l'expresion "impulsion d'étincelle". Le signal de sortie du détecteur 10 est envoyé au générateur d'impulsions 15. A la sortie de celui-ci apparait un signal en forme dlimpulsion a l'instant où l'aimant 9 passe devant le détecteur. Ce signal en forme d'impulsion sera désigné ci-après par l'expression "impulsion de référence". L'impulsion d'étincelle est envoyée à l'entrée de déclenchement 16' du multivibrateur 16 et l'impulsion de référence est envoyee à son entrée de remise à zéro 167e Le signal de sortie du multivibrateur 16 est amené dans un instrument de mesure 17 représente schema- tiquement et dont la déviation est proportionnelle à l'écart entre les impulsions d'entree du multivibrateur 16. Le mode de fonctionnement est expliqué à l'aide de la figure 2. D'un bout à l'autre des lignes horizontales des figures 2a à 2e, on a porté la rotation du vilebrequin d2un point mort haut (OTP) à l'autre. Cette distance correspond à une rotation de 3600 du vilebrequin. Un cycle de travail complet d'un cylindre (4 temps) correspond à deux tours du vilebrequion (7200). La figure ta représente par des lignes verticales les impulsions apparaissant au multivibrateur 16 quand allumage du cylindre 5 se produit juste au point mort haut. L'impulsion dçétincelle est représentée par F et l'impulsion de référence par R. Le déroulement des opérations est le suivant Au point mort haut apparait l'impulsion d'étincelle F et le multivibrateur 16 est déclenché, Après une rotation du vilebrequion de 20 , 1V impulsion de référence R apparat et le multivibrateur est remis à zéro, 3600 après l'impulsion R, il se produit à nouveau une impulsion R. Mais celle-ci n'a aucune influence sur le multivibrateur. Au début du cycle suivant, il apparat d'abord l'impulsion F et ensuite l'impulsion R. Le signal de sortie du multivibrateur 16 présente la forme représentée sur la figure 2b. L'écart qui résulte de l'apparition successive des impulsions et qui est indique par ltiastrumant de mesure 17 provoque itnmêdiatement 11 allumage. La figure 2c montre comment l'impulsion d'étincelle Pv se déplace vers la gauche quand l'allumage se produit avant le point mort haut. L'impulsion d'étincelle est désignée dans ce cas par Fv. En cas de retard à l'allumage3 cette impulsion désignée par Fs, est déplacée vers la droite. En cas de retard à l'allumage, l'écart entre la référence et le signal de sortie du multivibrateur 16 (figure 2d) reste petit. En cas d'avance (figure 2e) l'dcart entre les impulsions est plus grand, Il apparaît des problèmes si le retard à l'allumage dépasse 200, car b ce moment la succession des impulsions d'étincelle et des impulsions de référence est inversée. Dans un moteur dans lequel l'aimant 9 est placé de façon que l'impulsion de référence se produise, dans le sens de rotation 11 > 200 après le point mort haut, il ne se produit aucun problème. En cas de retard à l'allumage de 20 , le moteur ne tourne déjà plus normalement depuis longtemps. Il existe pourtant des moteurs, par exemple des moteurs fabriqués par Citroën, dans lesquels l'aimant est placé de façon que l'impulsion de référence se produise au point mort haut. Dans ce cas, l'aimant est donc au point 12 sur la figure 1. Dans ce casa la mesure ne peut entre effectuée normalement que si le moteur a de l'avance. Mais dès que l'im- pulsion d'étincelle apparaît après le point mort haut, comme c'est le cas pour un retard à l'allumage assez faible agissant à peine sur la rotation du moteur' le résultat de mesure correspondant à la figure 3 est incorrect. En liaison avec la figure 3b, la figure Sa représente le processus en cas d'avance à l'allumage. I1 apparat deabord une impulsion d'étincelle F et ensuite une impulsion de référence R. La figure 3b montre le signal de sortie sortant alors du multivibrateur 16 En cas de retard, l'impulsion de référence apparaît avant l'impulsion d'étincelle et on a l'allure correspondant aux figures Se et Sd. L'impulsion P apparaissant en premier fournit au multivibrateur 16 un signal de remise à zéro qui est cependant sans effet car le multivibrateur 16 est déjà remis à zéro. Ensuite celui-ci est activé par l'impulsion F e il n'est remis à zéro que beaucoup plus tard par l'impulsion de remise à zéro qui apparaît au bout d'une rotation presque complète du vilebrequin La figure Sd représente le signal de sortie du multivibrateur 16. L'instrument 17 subit une commande excessive dans le sens de l'avance à l'allumage. L'invention présente une solution pour résoudre ce problème. Selon l'invention, on produit une impulsion supplémentaire qui apparaît avant ou après l'impulsion d'étincelle et l'impulsion de référence. Les figures 4 et 5 concernent le cas dans lequel cette impulsion supplémentaire apparaît respectivement avant l'impulsion d'étincelle et avant l'impulsion de référence. La figure 4 concerne le cas d'avance à l'allumage, la figure 5 le cas de retard. Les figures 4 et 5 ne représentent qu'une partie du cycle. En fait, il apparaît entre chaque groupe d'impulsions successives constitué d'une impulsion supplémentaire, d'une impulsion d'étincelle et d'une impulsion de référence, l'impulsion de référence produite à chaque tour du vilebrequin et n'ayant dans ce cas aucune influence. Cette impulsion n'est pas dessinée sur les figures 4 et 5 Sur les diagrammes des figures 4 et 5a à 5d, on a porté en abscisse une rotation partielle du vilebrequin mesurée par un nombre limité de degrés, par exemple 30 à 400. La figure 4a montre comment apparaissent avant l'impulsion R une impulsion F et, d'une manière encore à préciser, une impulsion supplémentaire E, quelques degrés avant l'impulsion F. Il se forme un premier signal différentiel Vl (figure 4b) qui donne l'inter- valle da temps entre l'impulsion E et l'impulsion R. De plus, il apparaît un deuxième signal différentiel V2 qui représente l'intervalle de temps entre l'impulsion E et l'impulsion F. La différence V1 - V2 représente an forma et an grandeur l'avance à l'al- lumage, La figure 5 concerne le cas du retard à l'allumage. Dans le sans de rotation du vilebrequin, l'impulsion F apparaît cette fois après l'impulsion P, 11 impulsion E apparaissant ici aussi en précédant l'impulsion d'étincelle de quelques degrés de rotation du vilebrequin. Le signal différentiel V'l représente l'intervalle de temps entre l'impulsion E et l'impulsion R. Le signal différentiel V22 représente l'intervalle de temps entre l'impulsion E et l'impulsion F. La différence V'l - V'2 (figure 4d) représente en forme et en grandeur le retard à l'allumage. Bien entendu, les impulsions V1 et V23 V'1 et V'2 @e pr@duisent à répétition, Si bien qu'on fait apparaître en pratique à partir de V1 un premier signal proportionnel à l'écart des impulsions V1 par rapport à la référence et, à partir de V2, un deuxième signal proportionnel a l'écart des impulsions V2 par rapport la référence. La détermination de la grandeur de la différence est pas un problème3 alors que la détermination de la forme de la différence peut entre déduite du fait que dans le cas d'avance, les impulsions V1 ont plus longues que les impulsions V2 et, dans le cas de retare, les impulsions V'2 sont plus longues que les impulsions V'1. La figure 6 représente un schéma synoptique très simplifié d'un circuit permettant de déterminer la différence entre V1 et an en grandeur et en forme. Un commutateur (électronique) 20 sur la figure 6 démarre quand apparaît le premier signal différentiel V1. Ce commutateur est branché en série avec une première source de courant 21 qui, quand le commutateur 20 est fermé envoie un courant dans une première direction au travers d'un appareil de mesure 24 possédant un zéro central. Un commutateur (électronique) 22 démarre quand le deuxième signal différence tiel V2 apparaît et aussitat la source de courant fait passer un courant en sens inverse au travers de l'appareil 24. La déviation résultante de l'aiguille de l'appareil 24 détermine en sens et en grandeur une avance ou un retard de l'allumage avec indication du nombre de degrés. Les impulsions supplémentaires E peuvent être déduites des impulsions d'étincelle d'une façon dont le principe est expliqué sur la figure 7. Un générateur de tension en dents de scie est activé et remis a zéro par les impulsions d'étincelle. L'allure de la tension en dents de scie délivrée est donnée sur la figure 7a. La tension de sortie du générateur d'impulsions en dents de scie est introduite dans un-comparateur dans lequel la tension est comparée à un niveau de référence Vc.Chaque fois que ce niveau est atteint, il apparaît une impulsion de sortie E représentée sur la figure 7b Les impulsions de sortie sont des impulsions supplémentaires Etant donné un contrôleur de moteur avec identification des cylindres et la possibilité de supprimer au choix la tension d'allumage de l'un des cylindres du moteur à essayer, afin de mesurer la chute de vitesse de rotation qui en résulte, on utilise un compteur avec un nombre de pas correspondant au nombre de cylindres. Le compteur est mis en fonctionnement par le signal d'allumage du premier cylindre et il est remis à zéro par un signal apparaissant après un nombre de pas correspondant au nombre de cylindres.Ce signal de remise à zéro apparaît avant l'impul- sion d'étincelle du premier cylindre, L'impulsion supplémentaire peut être dérivée de ce signal de remise à zéro, Les figures 8 et 9 concernent une forme de réalisation dans laquelle l'impulsion supplémentaire apparaît après les impulsions d'étincelle et de référence et se trouve produite par le fait que lXim- pulsion de référence est retardée dgun temps déterminé. La figure 8a représente J dans le cas d'une avance, la succession de ltimpulsion F, de l1impulsion R et de l'impulsion E' obtenue par le retard pendant un certain temps sur l'impulsion R, La figure 8b représente le signal V3 qui provient des impulsions F et E1. La figure 8c représente le signal V4 provenant des impulsions R et E' et la figure Bd montre la différence entre les deux signaux. La figure 9 concerne le cas du retard à l'allumage. La figure 9a montre la succession relative de l'impulsion R, de l'impulsion F et de l'impulsion E'. La figure 9b représente le signal Vt3 provenant de l'impulsion F et de l'im- pulsion supplémentaire E'. La figure 9c représente le signal VS4 provenant de l'impulsion R et de l'impulsion Es et la figure 9d montre la différence entre les deux signaux. Comme les figures 4 et 5, les figures 8 et 9 ne représentent qu'une partie du cycle complet. Ce qui a été dit relativement aux figures 4 et 5, en ce qui concerne la double apparition de ltim- pulsion de référence à chaque cycle est également valable dans ce cas. La figure 10 représente le schéma synoptique fortement simplifié d'un circuit qui peut être utilisé pour l'indication du réglage de l'allumage dans le cas décrit ci-dessus. Le commutateur (électronique) 25 est fermé s'il apparaît soit le signal différentiel V3 ou V'3, soit le signal V4 ou V'4.Ce commutateur peut être par exemple commandé par une porte OU à l'entrée de laquelle sont introduits les signaux V3, V'3 et V Vt4. Les commutateurs couplés 26a, 26b dont les contacts mobiles ont été raccordés à l'appareil de mesure 27, sont branchés de façon que, si le contact 25 est fermé et si les inverseurs 26a, 26b se trouvent dans leur position supérieure, le courant délivré par la source de courant 28 traverse l'appareil 27 dans un sens, alors qu'il traverse l'appareil 27 dans autre sens si les inverseurs 26a, 26b se trouvent dans la position inférieure.L'appareil 27 est à zéro central, Le sens et l'étendue de la déviation de l'aiguille indigent en degrés l'avance ou le retard à l'allumage. On a décrit ci-dessus deux procédés de production des impulsions supplémentaires. il est également possible de les obtenir par retard des impulsions de référence pendant un temps déterminé ou par le retard des impulsions de référence pendant une fraction déterminée3 en degrés, de la rotation du vilebrequin. Les schémas pour l'obtention d'un retard d'impulsion pendant une durée déterminée ou selon une fraction déterminée de la rotation du vilebrequin sont connus en soi et sont utilisés par exemple dans les contrôleurs allumage stroboscropiques connus. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention, REVE DI CATI ON S 1. Dispositif pour déterminer l'instant d'allumage d'un moteur à combustion interne en utilisant d'une part des impulsions de référence fournies par un générateur de signaux liés au moteur et d'autre part des impulsions d'allumage provenant du circuit d'allumage et caractérisant l'instant d'allumage d'un cylindre déterminé J caractérisé par premièrement un dispositif de production d'impulsions supplémentaires à la même fréquence de répétition ou à une fréquence harmonique à partir des impulsions de référence ou des impulsions d2dtincelleJ deuxièmement un dispositif de production de premières impulsions différentielles représentant l'intervalle de temps entre les impulsions supplémentaires et les impulsions de référence, troisièmement un dispositif de production de secondes impulsions différentielles représentant l'intervalle de temps entre les impulsions supplémentaires et les impulsions dtétincelles et quatrièmement un dispositif de représentation de la différence entre les premières et les secondes impulsions différentielles, l'instant d'allumage pouvant^8tre déduit de la forme et de la largeur dSimpulsion de la différence. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les impulsions supplémentaires apparaissent avant l'impulsion drétincelle, avec un écart correspondant A un certain nombre de degrés de la rotation du vilebrequin. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les impulsions supplémentaires sont produites à partir des impulsions d'étincelle d'un cylindre déterminé. 4. Dispositif selon ltune quelconque des revendications l à 3, caractérisé par un générateur délivrant une tension en dents de scie et qui est activé et remis à zéro par les impulsions dtdtincelle, l'amplitude des ondulations étant comparée à un niveau de référence d'un dispositif de comparaison qui, chaque fois que le niveau de référence est atteint, fournit des impulsions de sortie caractérisant les impulsions supplémentaires. 5. Dispositif selon la revendication 2, en liaison avec un contrôleur de moteur à combustion interne avec identification des cylindres, dans lequel un compteur est périodiquement remis à zéro par une impulsion de remise a zéro après un nombre de pas correspondant au nombre des cylindres, caractérisé en ce que les impulsions supplémentaires proviennent des impulsions de remise à zéro. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les impulsions supplémentaires sont produites par le fait que les impulsions de référence sont retardées dtun intervalle de temps déterminé. 7. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les impulsions supplémentaires sont produites par le fait que les impulsions de référence sont retardées pendant une rotation déterminée d'un certain nombre de degré du vilebrequin