Brevet FR2400114A1 — publié le 19790309

L'invention concerne une installation d'allumage avec distribution haute tension sans organes a déplacement mécanique, notamment pour moteurs a combustion interne, comportant au moins deux bobines d'allumage commandes par des commutateurs electriques, au moins un trajet d'allumage étant associé à chaque bobine d'allumage On connalt déjà une installation d'allumage de ce type d'après le document SAE n 760 265 du 23 au 27 Février 1976, page 11. Dans ce document, on ne décrit cependant que le principe de la commande de plusieurs circuits d'allumage mais on ne décrit pas une réalisation effective. Une autre possibilité pour réaliser une distribution haute tension sans organes à déplacement mécanique consiste à utiliser deux installations d'allumage classiques completes et distinctes. Il se presente alors cependant une difficulté pour effectuer l'affectation des appareils de commutation aux differents cylindres d'un moteur a combustion interne, de telle sorte qu'il faut, par exemple, introduire un systeme de générateurs doubleso L'invention a pour but d'éviter cette difficulté et concerne à cet effet une installation du type ci-dessus, caracterisee en ce qu'elle comporte un générateur relié a un arbre en rotation, qu'il peut entre produit au moins deux signaux différents à chaque tour, ces signaux différents étant envoyés a des étages detecteurs de signaux appropriés, les commutateurs électriques etant commandés par des signaux de sortie des étages détecteurs de signaux. Par rapport aux réalisations connues, l'installation d'allumage conforme à l'invention a pour a ageqat que seul l'étage terminal d'allumage doit etre réalisé en double L'appareil de commande proprement dit n'est nécessaire qu'une seule fois, de telle sorte qu'il suffit de prevoirS-par exemple, un seul dispositif de commande d'angle de fermeture et un seul étage de calcul d'angle d'allumage. L'installation d'allumage conforme à lVinventïon peut mênae etre mise en application avantageusetent avec une distance d'allumage dissymétrique.Avec le principe du générateur utilisé, on peut également avoir une affecation sans équivoque à deux appareils de commutation distincts mise avec des installations a huit ou douze cylindres, ce qui permet d'obtenir des valeurs de puissance optimales Des dispositions indiquées dans la suite permettent d'obtenir des modes de réalisation avantageux et des perfectionnements de l'installation d'allumage conforme à l'invention. Il est particulierement avantageux d'utiliser un dispositif, en soi connu, et commandé par les étages de détection de signaux pour déterminer le temps de fermeture d'un commutateur électrique disposé dans le circuit primaire de la bobine dlallu- mage. Un circuit porte est sollicité par les signaux de sortie de l'étage détecteur de signaux ainsi que par les signaux de sortie du dispositif de détermination du temps de fermeture. Au moyen de ce circuit porte, les signaux du dispositif de détermination du temps de fermeture sont envoyés alternativement aux commutateurs électriques, la fin de chaque signal étant déterminée par l'étage détecteur de signaux associé. Avec ce mode de réalisation de l'invention, un dispositif unique de commande d' angle de fermeture peut commander alternativement deux circuits d' allumage. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-apres et des dessins annexés représentant deux exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - La figure I est un schéma d'un premier exemple de réalisation de l'invention; - La figure 2 est un schéma d'un second exemple de réalisation de l'invention muni d'un dispositif de commande d'angle de fermeture. Dans exemple de réalisation représenté sur la figure 1, un générateur 10, accouplé de préférence avec le vilebrequin d'un moteur a' combustion interne, est relié aux entrées de commande de deux commutateurs électriques lls 12. Le générateur 10 est constitué par un disque tournant ioe sur lequel sont disposés en alternance deux pâles nord magnétiques 101 et deux poles sud magnétiques 102. Ces polos magnétiques se déplacent devant un élément de Hall 103, relié aux entrées de commande des commutateurs électriques mentionnés 11, 12 par l'intermédiaire de deux étages détecteurs de signaux 104, 105 réalisés de preférence sous forme d'étages a valeur de seuil.Ces étages detecteurs de signaux 104, 105 sont agences pour que l'on fournisse un signal de sortie lorsqu'un pole sud 102 agit sur l'élément de Hall 103 tandis que l'autre fournit un signal de sortie lorsqu'un polie nord 101 agit sur l'élément de Hall 103. Un tel générateur est connu, par exemple, d'après la demande allemande DSMOS 2 706 935 (déposée le 18.2.1977). L'élément de Hall 103 provoque, au moyen de l'alternance des pôles, un changement de potentiel dans le sens positif, puis un changement de potentiel dans le sens négatif. Au lieu d'un générateur de Hall, on peut aussi utiliser d'autres formes de réalisation, par exemple des générateurs inductifs ou des générateurs optiques. Le point détermiaant est que le disque 100 présente des repéres de types differents qui produisent des signaux différents dans l'élément capteur 103. Cette diffe- rence peut porter sur le potentiel, la polarité ou la longueur des signaux. Un dispositif de decalage mécanique ou électronique peut être prévu de façon connue dans le générateur 10, ou être branché à la suite de ce génerateur, ce dispositif pouvant décaler les signaux du générateur en fonction de la vitesse de rotation ou d'autres paramètres. De tels dispositifs de décalage de l'angle d'allumage sont, sous forme de réalisations mécaniques, montés sur presque tous les véhicules automobiles. Sous forme de réalisations électroniques, ils sont connus, par exemple, d'auprès la demande allemande DT-OS 2 504 843 (demande US 660 858 du 24.2.1976). I1 est en outre possible et avantageux de prévoir un dispositif de commande d'angle de fermeture comme cela sera expliqué de façon plus précise en se référant à l'exemple de réalisation suivant la figure 2.De tels dispositifs de commande d'angle de fermeture sont connus, par exemple d'après la demande allemande DT-OS 22 44 781 ou le brevet US correspondant 3 881 458. Une borne 13 reliée au pôle positif d'une source de tension dsalimentation est raccordée à la masse par l'in*er- médiaire du montage en série de l'enroulement primaire d'une première bobine dsallumage 14 et de la jonction de commutation du commutateur électrique il réalisé sous forme de transistor. Le raccordement à la masse a lieu par l'intermédiaire du montage en série de l'enroulement primaire d'une seconde bobine dVallu- mage 15 et de la jonction de commutation du transistor 12. Les deux bornes des deux enroulements secondaires des bobines d'allumage 14, 15 sont reliées à la masse en passant par deux trajets allumage 16, 17 et 18, 19. Dans le cas d'un moteur a combustion interne, les trajets d'allumage 16 à 19 sont réalisés sous forme de bougies d'allumage. Sil faut un plus grand nombre de bougies dVallumages on peut encore brancher d' autres bobines d'allumage en parallèle à chaque commutateur électrique 11, 12. Le mode de fonctionnement de l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1 consiste en ce que des élévations ou des abaissements de potentiel sont produits dans 1 élément de Hall 103 par les reperes 101, 102 dont les polarités alternent. Ces variations de potentiel sont détectées dans les étages détecteurs de signaux 104, 105 réalisés de préférence sous forme d'étages a' valeur de seul. L'un des etages détecteurs de signaux 104, 105 fournit alors, chaque fois, un signal de sortie. Ce signal de sortie commande, de préférence par l'intermédiaire d'étages excitateurs non représentés sur la figure, le transistor de commutation approprié Il, 12 de l'un des circuits primaires des deux bobines d'allumage 14, 15. Ces signaux doivent ici, de préférence, être établis de façon telle que les signaux de réponse å la sortie des étages détecteurs de signaux 104, 105 soient des signaux 0 qui bloquent un court instant les commutateurs électriques 11, 12 et, ainsi, déclenchent l'allumage. Le temps qui s'écoule entre le passage de deux piles de même nom d--vtnt l'élément de Hall 103 peut être utilisé pour mettre en oeuvre l'énergie magnétique dans les bobines dlallumage 14, 15 lorsque les commutateurs 11, 12 sont conducteurs. inversement, on a aussi, bien entendu, la possibilité de disposer les reperdes 101, 102 suivant un angle déterminé, de telle sorte que, pendant le passage dgun tel repere devant l'élément de Hall 103, un signal i apparaisse à la sortie de l'étage détecteur de signaux correspondant 104, 105. Ce signal détermine le temps de fermeture du commutateur correspondant 11, 12 et, par suite, le temps de mise en oeuvre de l'énergie magnétique. Le second exemple de réalisation représente sur la figure 2 comporte le même générateur 10. Les deux sorties du générateur 10 sont reliees par l'intermédiaire d'inverseurs 33 et 31 à l'entrée de commande S et à l'entrée de rappel R d'une bascule RS 22 constituée avec des portes NI 20,-21. La sortie Q de la bascule 22 est reliée par l'intermédiaire d'une porte ET 23 à une entrée d'une porte OU 24 dont la seconde entrée est raccordée par l'intermédiaire d'un interrupteur 30 à l'entrez de rappel R de la bascule 22.La sortie de la porte OU 24 est reliée a l'entrée de commande du commutateur électrique 11; Une porte ET 25, une porte OU 26 et un interrupteur 32 sont branchés de façon correspondante avec l'entrée de commande S et la sortie complémentaire Q de la bascule 22 ainsi quiavec l'entrée de commande du commutateur électrique 12. Les deux sorties du générateur 10 sont en outre reliées, par l'inter- mediaire d'une porte ET 27, à l'entrée d'un dispositif connu 23 de commande d'angle de fermeture dont la sortie est reliée â la seconde entrée des portes ET 23, 25. Les composants 11 à 19 sont branchés comme dans le premier exemple de réalisation, cependant les deux circuits primaires sont raccordes à la masse par l'intermédiaire d'une résistance commune 29 de mesure d'in- tension. Le point de connexion des deux commutateurs électriques 11, 12 avec la résistance de mesure d'intensité 29 est relié au dispositif de commande d'angle de fermeture 28. Le dispositif de commande d'angle de fermeture 28 calcule de la façon usuelle l'instant du début du temps de ferme ture pour l'un des commutateurs électriques 11, 12 a' partir d'une information concernant le cycle précédent et indiquant si, a l'instant d'allumage, la valeur d'intensité, mesuree par la résistance de mesure d'intensité 29, n'a pas atteint la valeur de consigne5 l'a atteinteou l'a dépassée, A partir de cette constatations il se produit un décalage vers 17avanceS un maintien, ou un décalage vers le retards du début du temps de fermeture au cours du cycle suivant.A chaque passage d'un reperde 101, 102, un signal 0 arrive au dispositif de commande d'angle de fermeture 28 par l'intermédiaire de la porte ET 27 Ce signal assure la comparaison de la valeur d'intensité mesurée par la résistance de mesure d'intensité 29 avec la valeur de consigne mise en mémoire dans le dispositif de commande d'angle de fermeture 28. Si5 par exemple, ce signal O provient de l'étage détecteur de signaux 105, il commande simultanément la sortie Q sur un signal 1. La sortie complémentaire Q passe sur un signal O et bloque ainsi le transistor 12, l'interrupteur 32 étant ouvert. Des étincelles d'allumage sont ainsi déclenchées par la bobine d'allumage 15. La détermination du temps de fermeture est assurée par le dispositif de commande d'angle de fermeture 28 par linter médiaire de la porte ET 23, sur la seconde entre de laquelle règne dejà un signal lo Par l'intermédiaire de la porte OU 24, qui peut aussi être supprimée Si l'interrupteur 30 est ouvert en permanenceS le transistor il est commandé dans l'étant conduc tueurs Sig maintenant, un signal 0 apparat à la sortie de l'étage détecteur de signaux 104, la sortie Q passe d'un signal 1 à un signal 0 et la sortie complementaire Q d'un signal 0 à un signal 1.Le transistor 11 est bloqué et deux étincelles d'allumage sont déclenchées par la bobine d'allumage 14. Si le début d'un nouveau temps de fermeture est maintenant annoncé par le dispositif de commande 28, celui-ci agit sur le transistor 12 par l'intermédiaire de la porte ET 25. Le mode de fonctionnement decrit avec des interrupteurs 30, 32 ouverts en permanence correspond au cas d'une réduction d'angle de fermeture. En dut autres termes, avec le dispositif de commande d'angle de fermeture 28, l'angle de fermeture est réduit en fonction de la chute de tension dans la résistance 29, a' partir d'un angle de fermeture maximal possible. Si les deux interrupteurs 30, 32 sont fermés, on se trouve dans le cas d'une augmentation de l'angle de fermeture, c'est-à-dire qu'un angle de fermeture minimal est prédéterminé par la longueur du signal 0 à la sortie de l'étage détecteur de signaux 104, 105, par l'intermédiaire des inverseurs 31S 33 et des portes OU 24, 26. A la fin d'un tel signal se produit une opération d'allumage. Avant ce signal d'angle de fermeture minimal, un signal d'allongement de l'angle de fermeture en fonction de la chute de tension dans la resistance 29 est introduit par l'intermédiaire de la porte ET 23, 25, ce signal étant produit de la façon déja' décrite. L'instant d'allumage est alors détermine par le passage de l'étage détecteur de signaux 104, 105 d'un signal 0 a' un signal 1. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Installation d'allumage avec distribution haute tension sans organes à déplacement mécanique, notamment pour moteurs à combustion interne; comportant au moins deux bobines d2 allumage commandées par des commutateurs électriques, au moins un trajet d'allumages étant associé à chaque bobine dBallumages installation caractérisée en ce qu'elle comporte un générateur (10) relié à un arbre en rotation, qu1il peut être produit au moins deux signaux différents & chaque tours ces signaux différents étant envoyés à des étages détecteurs de signaux appropriés (104 > 105);; les commutateurs électriques (11, 12) étant commandés par des signaux de sortie des étages détecteurs de signaux (104, 105). 20) Installation d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le générateur (10) est constitué par un élément de Hall (103) devant lequel se déplacent des aimants (101, 102) de polarité différente. 30) Installation d'allumage selon l'une ou l'autre des revendications i et 2, caractérisée- en ce que les étages détecteurs de signaux (104, 105) sont des étages & valeur de seuil. 4 ) Installation d'allumage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif (28), en soi connu, commandé par les signaux de sortie des étages détecteurs de signaux (104, 105) et déterminant le temps de fermeture d'un commutateur électrique (11, 12) dispose dans le circuit primaire d'une bobine d'allumage (14, 15) > en ce qu'un circuit porte (20 à 26;; 30 à 33) est sollicité par les signaux de sortie des étages détecteurs de signaux (104, 105) ainsi que par ceux du dispositif de commande de temps de fermeture (28), ce circuit porte (20 a 26 30 à 33) permettant d' envoyer alternativement aux commutateurs électriques (11, 12) des signaux du dispositif de commande de temps de fermeture (28), la fin de chaque signal étant déterminée par l'étage detecteur de signaux correspondant (104, 105). 50) Installation d'allumage selon la revendication 4, caractérisée en ce que deux étages détecteurs de signaux (104, 105) sont reliés aux entrées d'une bascule (22), lesdeux signaux de sortie complémentaires de cette bascule et les. deux signaux de sortie du dispositif de commande de temps de fermeture (28) étant envoyés aux deux commutateurs électriques (11, 12)S chaque fois par l'intermédiaire d'une porte ET (23, 25). 60) Installation d'allumage selon la revendication 5, caractérisée en ce que les signaux de sortie des étages détecteurs de signaux (104, 105) sont ajoutés aux signaux de sortie des portes ET (23, 25).