Brevet FR2414643A1 — publié le 19790810

La présente invention concerne un circuit d'allumage électronique pour moteur de véhicule automobile. Elle vise a créer - un circuit d'allumage dont le temps d'allumage pendant lequel le courant est coupé dans la bobine d'allumage soit fixe quel que soit le régime du moteur - un circuit d'allumage qui permette d'assurer une bonne définition de l'instant du début de l'étincelle -,un circuit d'allumage qui permette d'éviter tout déclenchement erroné même en cas d'anomalies du rupteur. L'invention a donc pour objet un circuit d'allumage électronique pour moteur à combustion interne, comportant un capteur de position déterminant le point d'allumage et alimentant l'enroulement primaire d'une bobine d'allumage branchée en série avec le trajet de conduction d'un dispositif semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend un filtre des signaux du capteur connecté à l'entrée d'un circuit de verrouillage sur les flancs avant des signaux du capteur, la sortie dudit circuit de verrouillage étant connectée à l'électrode de commande du dispositif semi-conducteur par l'intermédiaire d'un circuit monos table . D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite. en réE rence aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et sur lesquels : - la Fig. 1 est un schéma synoptique du circuit d'allumage suivant l'invention - la Fig. 2 montre un schéma plus détaillé du filtre et du circuit de verrouillage du circuit de la Fig. 1 - la Fig. 3 représente un autre mode de réalisation du filtre et du circuit de verrouillage du circuit de la Fig. 1 - la Fig. 4 est un diagramme montrant l'allure des signaux en certains points du circuit de la Fig. 2 - la Fig. 5 est un schéma synoptique d'un circuit intégré faisant partie du circuit de la Fig. 1 et - la Fig. 6 est un schéma électrique détaillé d'un circuit d'allumage complet suivant l'invention, Le circuit d'allumage représenté sous forme synoptique & la Fig. 1 comprend principalement un filtre 1 à l'entrée duquel est connéctée une résistance 2, montée en série a.vec le rupteur 3 actionné par la came 4 du distributeur aux bornes de la batterie B du véhicule qui constitue la source d'alimentation du circuit d'allumage d'un moteur (non représenté). La sortie du filtre 1 est connectée à l'entrée d'un circuit de verrouillage 5 dont la sortie est à bon tour reliée à l'entrée d'un circuit monostable 6. La sortie du circuit monostable 6 est connectée à la base d'un transistor 7 de type npn, dont le trajet collecteurémetteur est connecté en série avec ltenroulement primaire de la bobine d'allumage 8, aux bornes de ladite batterie B. Un mode de réalisation du filtre et du circuit de verrouillage est représenté plus en détail à la Fig. 2. Sur cette fissure, on retrouve la résistance 2 et le rupteur 3 connectés en série aux bornes de la batterie B du véhicule. Toutefois, entre la borne positive de la batterie et la résistance 2, est interposé une diode 9. Le point de connexion de la résistance 2 et du rupteur 3 est connecté à un diviseur de tension formé de deux résistances 10, 11 par l'intermédiaire d'une résistance 12, tandis que le point de connexion de cette dernière, avec la résistance 10, est connecté à l'anode d'une diode 13 dont la cathode est connectée à une armature d'un condensateur 14, l'autre armature de celui-ci étant reliée à la masse. Le point de connexion de la diode 13 et du condensateur 14 est connecté par une résistance 15 à l'anode d'un thyristor 16 dont la cathode est reliée à la masse et dont l'électrode de commande est connectée au point de jonction des résistances 10 et 11 du diviseur de tension, par l'intermédiaire d'une diode Zener 17 . L'anode du thyristor 16 constitue la sortie du circuit ae verrouillage 5 de la Fig. 1. Le filtre 1 est étudié pour donner un retard minimum sur le flanc montant du signal qui lui est appliqué et pour filtrer considérablement le flanc descendant. Quant au circuit de verrouillage, il comprend dans le présent exemple, un thyristor 16. Cependant, il peut utiliser n'importe quai type de dispositif électronique à verrouillage propre ou intrinsèque, tel qu'un transistor unijonction program mable ou une conbinaison de transistors. A la rig. 3, on a représenté un autre mode de réalisa tion du circuit delta Fig. 2. Dans ce circuit, on retrouve à nouveau la diode 9, la; résistance 2 et le rupteur 3 montés en série aux bornes de la batterie B. Le point de jonction de la résistance 2 et du rupteur 3 est connecté par l'intermédiaire d'une résistanoe 18 et d'une diode 19 en série, à une armature d'un condensateur e filtrage 20 dont l'autre armature est connectée à la masse. Le condensateur 20 est en outre connecté à l'anode d'un transistor unijonction prograirmable 21 par l'intermédiaire d'une résistance 22. La cathode du transistor 1 est connectée à la masse tandis que son électrode de commande est connectée à la sortie du circuit monostable 6 (Fig. 1). L'anode du transistor 21 constitue la sortie du circuit de verrouillage. Le circuit monostable 6 représenté à la Fig. 1 comporte en fait, comme le montre la Fig. 5, un circuit basculeur 3 et un circuit monostable 24, tous deux alimentés par la batterie B, par l'intermédiaire d'un régulateur de tension 25. L'entrée du basculeur 23 est connectée Sla sortie d'une porte NON-ET 26 qu constitue un étage d'entrée ou monos table. Cette partie du circuit de l'invent-.on peut avantageL- sement être constituée par un circuit intéqré de type SN 96514N . Les caractéristiques de fonctionnement du monos table sont définies par une résistance et un condensateur extcrieurs au circuit Le transistor 7 est connecté la sortie du circuit 24. Ce circuit comporte enfin une entrée 27 à haute sens - bilité permettant de declencher-lesysteme à partir d'un capteur magnétique ou d'un capteur à faible niveau (n.on représente). Enfin, la Fig. 6 montre le schéma électrique de taillé du circuit de la Fiç. 1 dans lequel le filtre 1 et le circuit de verrouillage 5 sont réalises sous la forme du circuit de la Fin, 3. Le point de jonction de la résistance 22 et de llano- de du thyristor 21 du circuit de verrouillage est connecté à une entrée du circuit monostable 6 qui dans le présent exemple, est un circuit intégré SN 96514 N représenté schématiquement à la Fig. 5. La sortie du circuit monostable 6 est connectée par l'intermédiaire d'une diode 28 au point de jonction d'une résistance 29 et d'une diode Zener 30, branchées en sériepen parallèle sur le trajet émetteur-collecteur du transistor 7 qui est connecté en série avec le primaire de la bobine d'allumage. Le fonctionnement du circuit qui vient d'être décrit est le suivant. Le système est piloté par le rupteur 3 commanaé par la came 4 du distributeur. La résistance 2 est destinée à permettre le passage d'un courant suffisant à travers le rupteur 3 pour obtenir un fonctionnement fiable. Ainsi que le montre la Fig. 4, le signal A du rupteur est filtré par le filtre 1 de façon à donner un retard minimum sur le flanc montant du signal et à filtrer le flanc descendant1 de sorte qu'on obtient le signal filtré représente en B sur cette figure. Si l'on se réfère à la Fig. 2, on constate qu'à l'ouverture du rupteur 3, le condensateur 14 se charge rapidement à la tension de la batterie par le trajet constitué par la diode 9, les résistances 2, 12 et la diode 13. De façon avantageuse, les valeurs des résistances peuvent être de 68fui pour la résistance 2 et lOOQ pour la résistance 12, tandis que la diode 13 peut être du type IN 4148. Lorsque la tension au point de jonction des resistances 10 et 11 atteint la tension de claquage de la diode Zener 17, le thyristor 16 est déclenché et saturé. Ce thyristor est verrouillé et ne se déverrouille pas tant que la tension aux bornes du condensateur 14 reste supérieure à une faible valeur prédéterminée, c'est-à-dire tant qu'aucun courant ne circule dans le thyristor. La décharge du condensateur est lente car le trajet de décharge n'est possible qu'au travers de la résistance 15 choisie de relativement forte valeur, 10 kas par exemple. Le condensateur présente avantageusement une capacité de 0,22 F. Le thyristor n'est pas bloqué pendant les rebondissements du rupteur 3 parce que le condensateur 14 ne se décharge pas rapide ment et donne toujours un courant d'entretien suffisant au thyristor. Les signaux de sortie du circuit de la Fig. 2 sont représentés en C à la Fig. 4. Les formes d'ondes représentées à la Fig. 4 s'appliquent également au circuit représenté à la Fig. 3 et faisant partie du circuit de la Fig. 6. Le condensateur 20 se charge rapidement à travers le trajet constitué par les composants 9, 2, 18, 19 quand le rupteur est ouvert et se décharge lentement à travers la résistance 22. La tension de commande du transistor unijonction 21 est obtenue à partir du basculeur 23 (Fig. 5). Le transistor unijonction 21 est rendu conducteur lorsque sa tension d'anode dépasse la tension de commande d'une valeur donnée, 0,35 V par exemple. Par conséquent, la tension de déclenchement du transistor unijonction peut être ajustée à la demande. Dans ce cas particulier, la tension de contrôle vient d'un point du circuit qui est +V stabilisée quarxlle basculeur 23 (Fig. 5) est à l'4tat stable et descend à à peu près 1,0 V quand le circuit est déclenché. On obtient donc un fonctionnement extrêmement sur. Le circuit allumage électronique qui vient d'être décrit présente vis-à-vis des circuits classiques un certain nombre d'avantages. Le temps d'allumage pendant lequel le courant est coupe dans la bobine a'allumage (correspondant habituellement au temps d'ouverture du rupteur) est fixe quel que soit le régime du moteur. La valeur de ce temps est légèrement inférieure à 1 ms qui est le temps normalement et généralement nécessaire pour que la bobine transfère toute l'énergie qui a été stockée dans celle-ci, à la bougie correspondante. Comparé à un système à vis platinées mécaniques dont le temps d'ouverture est de 35 à 45%, le système de l'invention permet de stocker plus d'énergie dans la bobine d'allumage et d'améliorer ainsi la qualité ae l'étincelle aux régimes élevés. L'utilisation dans le circuit de commande suivant l'invention d'un étage d'entrée du type basculeur permet d'éviter toute incertitude sur le point de départ de l'étincelle, ce qui élimine toute difficulté liée à l'ouverture lente des vis pla tinées à faible régime entraînant une réduction de la tension d'allumage qui est écrétée par l'ouverture réduite des vis platinées. La présence du basculeur permet d'obtenir une étincelle sur les bougies absolument parfaite aux faibles régimes, pratiquement jusqu'à l'arrêt. Le démarrage du moteur est rendu très facile; le ralenti est très stable et peut être abaissé si nécessaire et le couple disponible à faible régime sur l'arbre de sortie du moteur est amélioré, ce qui permet d'obtenir de meilleures accélérations Le fait d'ajouter une protection de verrouillage en parallèle sur le circuit d'entrée permet d'empêcher tout déclenchement erroné même lorsque les vis platinées du rupteur sont très mal réglées, usées ou présentent un rebondissement très important. En outre, le circuit de commande suivant l'invention assure une très bonne protection vis-à-vis des transitoires électriques à haute énergie destructifs pour toute la circuiterie électronique. L'experience a montré que le circuit de l'invention fonctionne de façon particulièrement satisfaisante dans une plage de températures comprise entre -200C et + 1250C. REVENDICATIONS 1. Circuit d'allumage électronique pour moteur à combustion interne, comportant un capteur de position déterminant le point d'allumage et alimentant l'enroulement primaire d'une bobine d'allumage branchée en série avec le trajet de conduction d'un dispositif semi-conducteur, caractérisé en ce qu'il Comprend un filtre (1) des signaux du capteur (3) connecté à l'entrée d'un circuit (5) de verrouillage sur les flancs avant des signaux du capteur (3), la sortie dudit circuit de verrouillage Cotant connectée à l'électrode de commande du dispositif semiconducteur par l'intermédiaire d'un circuit monostable (6). 2. Circuit d'allumage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre (1) comprend un circuit formé par une résistance (12) et un condensateur (14) connectés en série aux bornes du capteur (3), une diode (13) étant interposée entre ladite résistance et ledit condensateur, tandis que le circuit de verrouillage (5) comporte un dispositif électroniciue à verrouillage propre dont le maintien à l'état verrouillé est assuré par le courant de décharge du condensateur (14) au travers d'une résistance (15). 3. Çrcust d'allumage a'iî guSyWnt 1a xeyendicRtaqn 1, caractérisé en ce que le filtre (1) comprend une résistance (18) et un condensateur (20) connectés en série aux bornes du capteur (3), une diode (191 étant interposée entre ladite résistance et ledit condensateur, tandis. que le circuit de verrouillage (5) comporte un transistor unijonction programmable (21) dont le trajet -anode-cathode est connecté aux bornes du condensateur (20) en série avec une résistance (22) et dont l'électrode de commande -est connectée à une sortie du circuit monostable (6). 4. Circuit suivant l'une quelconque des revendicao tions 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit monostable (6) comprend un étage basculeur (23) et un étage monostable (24) de com mande de la base du transistor (7) de commutation de la bobine d'allumage. 5. Circuit suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit monos table est constitué de composants discrets. 6. Circuit suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit monostable est formé par un circuit intégré, comportant en outre un stabilisateur de tension (25) et un circuit d'entrée (26, 27). 7. Circuit suivant les revendications 3 et 4 prises ensemble, caractérisé en ce que l'électrode de commande du transistor unijonction (21) est connectée à l'étage basculeur (23) du circuit monostable. 8. Circuit suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage fait partie du circuit intégré.