Brevet FR2433646A1 — publié le 19800314

La présente invention se rapporte à une installation allumage pour un moteur à combustion interne comportant un émetteur pour la production de signaux de commande eh synchronisme avec la vitesse de rotation du moteur a' combustion interne, comportant également une bobine d'allumage, dont on peut relier l'enroulement primaire à une source de tension continue, en particulier à une batterie, en série avec un interrupteur et comportant également un circuit de commande situé entre l'émetteur et l'interrupteur, pour la commande des temps de fermeture et d'ouverture d'un interrupteur en fonction des signaux de commande de l'émetteur.Des installations d'allumage de ce type sont par exemple connues à partir de la publication de Societé : Bosch "cours technique", système électronique d'allumage par batterie, 30 septembre 1976, en particulier pages 9 à 15. Les installations d'allumage à transistor et bobines avec émetteur d'induction, qui y sont décrites, travaillent avec des émetteurs d'induction dont on doit soigneusement accorder les seuils de mise en circuit d'un contacteur à valeur de seuil servant de conformateur d'impulsion, si l'on veut obtenir une relation souhaitée entre le temps de fermeture et le temps d'ouverture et la vitesse de rotation du moteur à combustion interne équipé de cette installation d'allumage. En pratique, les installations d'allumage connues se montrent relativement coûteuses et sensibles, du fait que l'on doit tenir compte, dans la conception de l'émetteur et/ou dans la conception du contacteur à valeur de seuil, de différentes grandeurs fonctions de la vitesse de rotation, de façon relativement compliquée, en particulier de l'amplitude, fonction de la vitesse de rotation, de la tension de l'émetteur, ainsi que de la longueur ou de la durée, fonctions de la vitesse de rotation, des demi-ondes de la tension alternative des signaux produits par l'émetteur, étant entendu qu'il faut encore de plus tenir compte de la conformation du signal de sortie de l'émetteur dans le cas où une charge est apportée par le contacteur à valeur de seuil. En partant de l'état de la technique et des problèmes mentionnés ci-dessus, l'invention a pour objet de créer une installation d'allumage où la forme de la tension du signal produit par I'émetteur, en particulier son amplitude, ne soit pas critique, de sorte que soient possibles, aussi bien en ce qui concerne la structure de l'émetteur qu'en ce qui concerne le circuit de commande monté en aval de cet émetteur, des simplifications et donc des économies de l'installation d'allumage, sans que l'on doive se résigner, pour l'exploitation pratique, à des limitations importantes en ce qui concerne la qualité de la commande de l'angle de fermeture. Selon l'invention, ce but est atteint au moyen d'une installation d'allumage caractérisée en ce que le dispositif émetteur est conçu de façon à produire des signaux de commande sous forme de brèves impulsions donnant l'instant d'allumage, en ce qu'il est prévu un circuit de bascule monostable à l'entrée duquel on peut amener les impulsions donnant l'instant d'allumage, circuit qui est positionné à l'instant d'allumage et qui maintient à l'état ouvert, pendant la durée d'un basculement, l'interrupteur, après avoir reçu chaque impulsion donnant l'instant d'alumage, et en ce que l'on peut modifier la durée de basculement du circuit de bascule monostable en fonction de l'intervalle de fermeture de l'interrup teur situé entre la fin d'une durée de basculement et l'impulsion immédiatement à la suite, donnant l'instant d'allumage, de façon que l'on obtienne un angle de fermeture relatif constant pour une plage donnée de vitesse de rotation du moteur à combustion interne. L'invention offre l'avantage décisif que le dispositif émetteur ne doit fournir, sous forme d'impulsions donnant l'instant d'allumage, qu'une information relative à la fréquence ou à la vitesse de rotation, tandis que la forme des signaux de l'émetteur dans leur détail, par exemple en ce qui concerne l'allure de l'amplitude et la forme de la demi-onde, n' a plus aucune influence sur la commande de l'angle d'allumage. On peut y utiliser par exemple ce que l'on appelle un émetteur Wiegand, qui produit de lui-même également des signaux de sortie sous forme d'impulsion, ou un émetteur usuel en aval duquel est monté un circuit de conformateur d'impulsion correspondant. I1 se présente de plus l'avantage que, du fait de l'information de commande simple de l'émetteur, l'étage d'entrée du circuit de commande peut également être réalisé de façon simple, à savoir sous forme de circuit de bascule monostable. Ce circuit de bascule y contient un condensateur qui, pendant chaque temps de fermeture, se charge à partir d'une source de courant constant et qui, pendant le temps d'ouverture de l'interrupteur électrique, se décharge, ce qui fait que la fin du temps d'ouverture est définie par l'instant où le condensateur s'est déchargé, de préférence également par l'intermédiaire d'une source à courant constant jusqu'à atteindre un niveau donné de tension. Il est particulièrement avantageux que dans la réalisation de l'invention se trouve en parallele au condensateur le circuit de série constitué d'un deuxième condensateur et d'une diode Zener, car il est possible de ce fait d'élargir notablement la plage de travail de la commande d'angle de fermeture. L'inventionsera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est un schéma de principe d'une forme d'exécution préférée d'une installation d'allumage selon l'invention. - la figure 2 représente des courbes caractéristiques temps-tension pour expliquer le fonctionnement de l'installation d'allumage selon la figure 1. L'installation d'allumage selon la figure 1 comporte un conducteur d'arrivée 10 relié, lorsque le contact d'allumage (non représenté) est fermé, à une tension positive (+), habituellement la tension de la batterie, étant'entendu que l'on part du fait que le pôle négatif de la batterie est à la masse ou au potentiel de référence. Depuis le conducteur d'arrivée 10, le circuit de série constitué d'une résistance 12, d'un condensateur 14 et d'une diode 16 orientée en direction de verrouillage pour la tension de la batterie, aboutit à la masse. Au point de jonction commun 18 de la résistance 12 et du condensateur 14 est raccordé un émetteur 20, indiqué de façon habituelle sous forme d'un bloc de commutation, étant entendu pourtant que du fait de la fonction particulière de l'émetteur 20 dans l'installation d'allumage selon l'invention, on a indiqué dans ce bloc de commutation un simple interrupteur marchearrêt. Le point de jonction commun 22 du condensateur 14 et de la cathode de la diode 16 est relié à l'anode d'une diode 24 montée en série avec une diode 26 orientée de la même façon dans le conducteur d'alimentation de la base dun premier transistor T1. Lé circuit collecteur-émetteur du premier transistor Tl, qui est un transistor npn, est en série avec le circuit collecteur-émetteur d'un troisième transistor T3, qui est un transistor pnp, et également en série avec une résistance 28 entre la tension positive (+) et le potentiel de référence, les collecteurs des deux transistors T1, T3 étant directement reliés entre eux, tandis que l'émetteur du premier transistor T1 est au potentiel de référence. Entre le conducteur d'arrivée 10 et le potentiel de référence, se trouve de plus un diviseur de tension constitué des résistances 30 et 32 dont le point de jonction commun est relié à la base du premier transistor T3.Le collecteur du premier transistor T1 est relié, par l'intermé-diaire du montage en parallèle d'un deuxième condensateur 34 et du circuit de série constitué d'un troisième condensateur 36 et d'une diode Zener 38, dont la cathode est reliée au collecteur du premier transistor T1, à la base d'un deuxième transistor T2 conçu comme transistor npn, dont l'émetteur est au potentiel de référence et dont le collecteur est relié, par l'intermédiaire d'une résistance 40, au conducteur d'arrivée 10. Le collecteur du deuxième transistor T2 est relié, par l'intermédiaire d'une résistance 42, à la base du premier transistor T1. Un quatrième transistor T4, conçu sous forme d'un transistor pnp, est relié par son collecteur à la base du deuxième transistor T2 èt-par son émetteur, par l'intermédiaire d'une résistance 44, au conducteur d'arrivée 10.A ce quatrième transistor T4 correspond un diviseur de tension de base constitué des résistances 46 et 48, montées en série l'une avec l'autre entre le conducteur d'arrivée 10 et le potentiel de référence et dont le point de jonction commun est relié à la base du quatrième transistor T4. Enfin, au collecteur du deuxième transistor T2 est relié un étage final 50-qui peut etre réalisé de façon habituelle, qu'il n'est pas nécessaire d'expliquer plus en détail, et qui peut présenter par exemple comme interrupteur un circuit de transistor Darlington. L'installation d'allumage selon la figure 1 travaille comme suit e Le premier et le deuxième transistor T1 et T2 constituent, du fait du couplage réciproque de leurs collecteurs et de leurs bases, un circuit de bascule monostable. Ce circuit de bascule est positionné à l'instant de l'allumage, c'est-à-dire lors de l'ouverture du contact de l'interrupteur, le premier transistor T1 recevant une commande qui le rend conducteur. Ceci se produit lorsque le contact commun de l'émetteur s'ouvre.Lors de l'ouverture de ce contact de l'émetteur, il s'écoule en effet un courant de charge sous forme d'impulsion, par l'intermédiaire de la résistance 12, du condensateur 14 et des diodes 24, 26, dans le circuit base-émetteur du transistor T1, ce qui rend celui-ci conducteur (lors de la fermeture du contact émetteur, le condensateur 14 se décharge par l'intermédiaire de la diode 16 et de l'interrupteur 20). Sur la plaque du condensateur 14 caté opposé au point de jonction 18, apparaît donc une impulsion positive qui est amenée, depuis le point de jonction 22 par l'intermédiaire des diodes 24, 26, qui constituent un seuil de tension, à la base du premier transistor T1. Cette impulsion positive rend conducteur le premier transistor T1, à la suite de quoi parvient, par l'intermédiaire du montage en parallèle 34, 36, 38, une impulsion de verrouillage à la base du deuxième transistor T2, ce qui fait que celui-ci se verrouille. Après ces processus de commutation, le premier transistor T1 reste tout d'abord conducteur, puisqu'on lui a amené à la base un potentiel positif par l'intermédiaire des résistances 40, 42. Le quatrième transistor T4 est monté comme source de courant constant et décharge maintenant, si on ne tient pas compte tout d'abord du troisième condensateur 36 et de la diode Zener 38 en série avec lui, le deuxième condensateur 34 à intensité constante, de sorte que l'on obtient par l'intermédiaire du deuxième condensateur 34 l'allure de tension représentée sur la figure 2a. Dès que la tension fournie par le deuxième condensateur 34 a suffisamment diminué, le deuxième transistor T2 redevient conducteur, ce qui fait qu'apparaît à son collecteur un saut de tension qui d'une part ferme l'interrupteur de l'étage final 50 le fait que le deuxième conducteur T2 devienne conducteur définit donc le début du temps de fermeture - et du fait duquel d'autre part une impulsion de verrouillage est amenée, par l'intermédiaire de la résistance 42, à la base du premier transistor T1, ce qui fait que celui-ci se verrouille et reste verrouillé jusqu'à la prochaine ouverture du contact émetteur, puisque aucun courant ne peut plus parvenir à sa base par l'intermédiaire des résistances 40, 42, le transistor T2 étant maintenant conducteur.Le deuxième condensateur 34 commence maintenant à se charger par l'intermédiaire du troisième transistor T3 également monté comme source de courant constant, jusqu'à ce que l'émetteur 20 produise au point de jonction 18 le saut de tension suivant le plus proche ou l'impulsion donnant l'instant d'allumage. Les processus décrits -ci-dessus se répètent alors cycliquement. Le mode de travail décrit ci-dessus du circuit d'allu mage selon la figure 1 est valable pour des vitesses de rotation relativement élevées du moteur à combustion interne équipé de l'installation d'allumage. A vitesses de rotation moyennes, la tension qui apparaît au deuxième condensateur 34 lors de sa charge atteint par contre une tension à valeur de seuil u5, qui constitue pour la diode Zener 38 une tension disruptive, de sorte que maintenant c'est le montage en parallèle, qui présente une capacité plus élevée, du deuxième et du troisième condensateur 34, 36, qui devient actif.Comme on le voit nettement sur la figure 2b, la croissance de la tension qui apparat aux bornes du dispositif constitué par les condensateurs prend, au-dessus de la tension de la valeur de seuil us, une allure plus plate, correspondant à la capacité ainsi mise en circuit du condensateur 36, et il se produit également pour la décharge du dispositif constitué par les condensateurs une baisse de tension d'allure plus plate, de façon correspondante, jusqu'à la-tension de valeur de seuil u5, ce qui fait queymeme à vitesses de rotation moyennes, on peut obtenir un angle de fermeture relatif constant. A basses vitesses de rotation, avec le circuit de la figure 1, au-dessus de la tension à valeur de seuil us, c'est également le montage en parallèle constitué du deuxième et du troisième condensatèur 34, 36, qui est actif, étant entendu pour -tant que l'on obtient, aux bornes des dispositifs constitués des condensateurs 34, 36, une valeur maximale de la tension um qui se maintient constante jusqu'à l'apparition de l'impulsion suivante la plus proche donnant l'instant d'allumage et qui est définie par la valeur de la tension de batterie (déduction faite de la chute de tension causée par la résistance 44 et le transistor T4). En cas d'accélération (figure 2d) c'est-à-dire lors d'un accroissement rapide de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne, du fait de l'apparition plus précoce de l'impulsion donnant l'instant d'allumage, le condensateur 34 ou le dispositif constitué des condensateurs 34, 36} ne peut plus se charger au même niveau qu'auparavant, de sorte que sa décharge s'effectue plus rapidement jusqu'à atteindre le niveau où le deuxième transistor T2 devient conducteur et en conséquence que le début de l'instant de fermeture suivant le plus proche est décalé en avant.Si ensuite il ne se produit pas d'autre accélération, l'angle d'allumage que l'on a maintenant obtenu peut être trop important, ce qui a comme conséquence que le condensateur se charge à une tension plus élevée qu'auparavant, de sorte que lors de sa décharge il-s'écoule un temps comparativement plus long) jusqu a ce que le transistor T2 devienne conducteur et qu'il se produit donc une réduction correspondante du temps de fermeture. L'installation d'allumage selon la figure 1 est alors à nouveau en régime transitoire jusqu'à atteindre une valeur stationnaire. Si l'on considère le processus de ce régime transitoire, il apparat qu'avec l'installation d'allumage selon l'invention- il n'est pas possible d'obtenir un angle de fermeture d'exactement 50 %, car dans ce cas il ne pourrait plus se produire de régime transitoire. Dans le cas d'un freinage du moteur à combustion interne, l'installation d'allumage selon la figure 1 se comporte comme dans lé cas d'une accélération, comme cela se voir nettement à partir de la courbe de la figure 2e donnant l'allure de tension pour le condensateur 34. REVENDICATIONS 10) Installation d'allumage pour un moteur à combustion interne, installation comportant un émetteur pour la production de signaux de commande en synchronisme avec la vitesse de rotation du moteur à combustion interne, comportant également une bobine d'allumage, dont on peut relier l'enroulement primaire à une source de tension continue, en particulier à une batterie, en série avec un interrupteur et comportant également un circuit de commande situé entre l'émetteur et l'interrupteur, pour la commande des temps de fermeture et d'ouverture d'un interrupteur en fonction des signaux de commandede l'émetteur, installation caractérisée en ce que le dispositif émetteur (20, 14, 16) est conçu de façon à produire des signaux de commande sous forme de brèves impulsions donnant l'instant d'allumage, en ce qu' est prévu un circuit de bascule monostable (T1, T2r à l'entrée duquel on peut amener les impulsions donnant l'instant d'allumage, circuit qui est positionné à l'instant d'allumage et qui maintient à l'état ouvert, pendant la durée d'un basculement, l'interrupteur (étage final 50), après avoir reçu chaque impulsion donnant l'instant d'allumage, et en ce que l'on peut modifier la durée de basculement du circuit de bascule monostable (T1, T2) en fonction de l'intervalle de fermeture de l'interrupteur situé entre la fin d'une durée de basculement et l'impulsion immédiatement à la suite, donnant l'instant d'allumage, de façon que l'on obtienne un angle de fermeture relatif constant pour une plage donnée de vitesse de rotation du moteur à combustion interne. 2) Installation d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit de bascule monostable (T1, T2) contient un condensateur (34) qui, pendant chaque durée de basculement, peut se décharger par l'intermédiaire d'une première source de courant constant (T4) pendant la durée de chaque intervalle de temps, de fermeture, peut se charger par l'intermédiaire d'une deuxième source de courant constant (T3) et dont la décharge à un niveau donné de tension d-éfinit la fin de l'intervalle de temps de bas ulement. 30) Installation d'allumage selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'on monte en parallèle avec le condensateur (34) le circuit de série constitué d'une diode Zener (38) et d'un autre condensateur (36).