Brevet FR2438177A1 — publié le 19800430

L'invention concerne une installation pour produire des signaux de commande fonction d'un angle de rotation, notamment pour des installations d'allumage de moteurs à combustion interne munies d'un organe de commande d'angle de fermeture, comportant un capteur tournant dont le signal de sortie dépendant au moins de l'angle de rotation est envoyé à un dispositif détecteur de valeur de seuil qui est commandé dans un premier état de commutation lorsque la tension du capteur dépasse une première valeur de seuil positive et qui est commandé dans un second état de commutation lorsque la tension du capteur s'abaisse au-dessous d'une seconde valeur de seuil négative, des moyens étant prévus pour décaler les valeurs de seuil. On donnant déjà, d'après le DE-AS 2 549 586, une installation de ce type destinée à des installations d'allumage, dans laquelle le signal de commande ou le signal d'angle de fermeture sont augmentés brusquement à partir d'une vitesse de rotation déterminée. Etant donné qu'une quantité d'énergie déterminée doit être accumulée à chaque processus d'allumage dans la bobine d'allumage d'une installation d'allumage, le temps de passage du courant doit toujours rester, le plus possible, constant. Cependant, le signal commandant ce temps de passage du courant et provenant d'un capteur est produit, en première approximation, suivant un angle constant ; il en résulte que le temps de passage du courant devient plus court lorsque la vitesse de rotation augmente. Pour compenser ce raccourcissement db au signal du capteur, il est prévu suivant l'état connu de la technique d'augmenter brusquement le signal -du capteur à partir d'une vitesse de rotation déterminée. Cela est obtenu en faisant varier le niveau de déclenchement correspondant à la tension du capteur. D'après le DE-OS 2 701 968, on connatt également un dispositif de commande d'angle de fermeture qui, à partir d'un angle de fermeture de base, fait croître cet angle de façon continue lorsque la vitesse de rotation crott, pour maintenir le temps de fermeture constant. Certains capteurs appropriés dans ce but, par exemple des capteurs inductifs, produisent des signaux constitués par des demi-ondes positives et des demi-ondes négatives. Pour des raisons technologiques, les niveaux de déclenchement du dispositif détecteur de valeur de seuil branché à la suite sont déterminés pour que ce dispositif détecteur soit commandé dans un premier état de commutation lors du dépassement d'une valeur de seuil positive et dans un second état de commutation lors de l'abaissement au-dessous d'une valeur de seuil négative. D'autres capteurs, par exemple des générateurs de Hall, produisent des signaux unipolaires. La commande d'un dispositif détecteur de valeur de seuil, prévu pour des signaux de capteur bipolaires, à l'aide d'un capteur produisant des signaux unipolaires,est impossible.En effet, la seconde valeur de seuil, négative n'est pas atteinte par le signal du capteur unipolaire. Un autre inconvénient des dispositifs connus consiste en ce que, comme cela sera expliqué en détail dans la suite en se référant à la figure 2, dans le cas d'application aux installations d'allumage, un signal trop long est produit aux faibles vitesses de rotation, ce signal provoquant une puissance de pertes élevée et indésirable dans la bobine d'allumage. L'invention a pour but d'éviter les inconvénients mentionnés précédemment et concerne à cet effet une installation du type ci-dessus caractérisée en ce qu'il est prévu un second dispositif détecteur de valeur de seuil présentant un seuil d'enclenchement positif et un seuil de coupure positif, le signal de sortie du second dispositif détecteur de valeur de seuil décalant la seconde valeur de seuil négative du premier dispositif détecteur de valeur de seuil dans la zone positive, un organe de temporisation étant prévu et retardant le décalage de retour de la seconde valeur de seuil dans la zone négative. Par rapport aux réalisations connues, l'installation conforme à l'invention a pour avantage que sa commande peut être assurée aussi bien par des capteurs produisant des signaux de sortie bipolaires (capteurs inductifs par exemple) que par des capteurs produisant des signaux de sortie unipolaires (générateurs de Hall par exemple). I1 n'est pas nécessaire alors de renoncer à la disposition, avantageuse au point de vue technologique, d'un niveau de déclenchement dans la zone négative pour des capteurs produisant des signaux de sortie bipolaires. L'installation conforme à des modes de réalisation de l'invention a pour avantage, notamment en cas d'application à des installations d'allumage, de permettre une réduction de la puissance de pertes aux faibles vitesses de rotation. Des dispositions indiquées dans la suite permettent d'obtenir des modes de réalisation avantageux et des perfectionne ments de l'installation conforme à l'invention, telle que définie plus haut. I1 est particulièrement avantageux de prévoir une commande commune du premier dispositif détecteur de valeur de seuil, dont le signal de sortie constitue le signal de sortie de ensemble de l'installation, par le dispositif détecteur de valeur de seuil pour décaler la valeur de seuil négative dans la zone positive ainsi que par le dispositif détecteur de valeur de seuil pour réduire l'angle du signal de sortie, notamment par relévement de la valeur de seuil d'enclenchement positive. L'invention sera mieux comprise en regard 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 par blocs du premier exemple de réalisation ; - la figure 2 est un diagramme de signaux destiné à expliquer les conditions posées pour obtenir un signal de sortie utilisable pour commander des installations d'allumage - la figure 3 est un diagramme de signaux destiné à expliquer le mode de fonctionnement de l'exemple de réalisation en cas de commande par un capteur inductif - la figure 4 est un diagramme de signaux destiné à expliquer le mode de fonctionnement de l'exemple de réalisation en cas de commande par un générateur de Hall - la figure 5 est un schéma d'une réalisation de circuit possible pour la commutation de valeur de seuil dans un déclencheur de Schmitt. Le premier exemple de réalisation représenté sur la figure 1 comporte un capteur 10 comprenant une partie tournante 11 qui, par exemple dans le cas d'application sur un moteur à combustion interne, est entraînée par le vilebrequin ou l'arbre à cames. Cette partie tournante 11 présente des repères 12 qui sont palpés par un récepteur 13. Si ce palpage est, par exemple, inductif, il se produit un signal de sortie bipolaire conforme à la figure 3. Si le palpage s'effectue en utilisant l'effet de Hall, il se produit un signal de sortie unipolaire conforme à la figure 4. La sortie du capteur est reliée aux entrées de deux déclencheurs de Schmitt non inversants 14, 15 ainsi qu'à une entrée d'un déclencheur de Schmitt inversant 16. La sortie du déclencheur de Schmitt 15 est reliée à une entrée d'une porte OU, 18 par l'intermédiaire d'un organe de temporisation 17 réalisé, par exemple, sous forme d'organe RC ; la sortie de la porte OU, 18 est raccordée à une entrée de commande du premier déclencheur de Schmitt 14 pour faire varier ses seuils de déclenchement. La sortie du déclencheur de Schmitt inversant 16 est raccordée à une autre entrée de la porte OU, 18. La sortie du premier déclencheur de Schmitt 14 est raccordée par une borne de sortie 19 à une installation électrique 20 devant être commandée par le signal de sortie du montage 10 à 19. Une telle installation 20 est, par exemple, l'installation d'allumage d'un moteur à combustion interne. Le diagramme de la figure 2 met clairement en évidence les problèmes qui se posent lors de l'utilisation du montage 10 à 19 pour commander une installation d'allumage 20. Des problèmes similaires peuvent se poser pour d'autres applications possibles. La courbe A est une caractéristique type d'un capteur inductif. Elle montre la relation existant entre l'angle CL, pendant lequel se produit un signal de sortie, et la vitesse de rotation n. Pour une installation d'allumage, il est cependant nécessaire d'avoir un signal correspondant sensiblement à la courbe B, c'est-à-dire que l'angle du signal de sortie doit être toujours plus grand lorsque la vitesse de rotation croIt afin d'obtenir un rapport constant vis-à-vis du temps. Dans le cas de l'état connu de la technique indiqué dans le préambule, on utilise le signal de sortie d'un capteur inductif, conformément à la courbe A pour produire un angle de fermeture de base d'une installation d'allumage.Au moyen de l'organe de commande d'angle de fermeture, on ajoute à cet angle de base, - d'apurés le principe de l'accroissement de l'angle de fermeture, - des signaux partiels devenant toujours plus grands lorsque la vitesse de rotation croît, pour obtenir la courbe B à partir de la courbe A. Cela a lieu sans difficultés au-delà d'une vitesse de rotation limite nO. Cependant, au-dessous de cette vitesse de rotation limite, la courbe A passe au-dessus de la courbe B, ce qui donne un temps de fermeture trop long et entraîne une puissance de pertes inutilement élevée. Le déclencheur de Schmitt 16 coopérant avec le déclencheur de Schmitt 14 permet d'obtenir une courbe C donnant une puissance de pertes nettement réduite (zone hachurée). Le mode de fonctionnement de l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1 est décrit dans la suite en se référant au diagramme de la figure 3 dans le cas d'utilisation d'un capteur inductif en tant que capteur 10. La tension U10 du capteur a été représentée, d'une part, pour de très faibles vitesses de rotation et, d'autre part, pour des vitesses de rotation élevées. On désigne par vitesses de rotation élevées des vitesses dépassant, par exemple, nO = 500 tours par minute. Au cours du premier cycle, la vitesse de rotation est supérieure à nO, c'est-à-dire que les valeurs de seuil S16 du déclencheur de Schmitt 16, représentées en pointillé, ne sont pas atteintes et qu'il n'est pas produit de signal U16.Le déclencheur de Schmitt 14 est mis en circuit lors du dépassement de son seuil d'enclenchement S14e et il est coupé lors du franchissement inférieur de son seuil de coupure S14a (ces seuils sont représentés par des lignes en trait interrompu). Le déclencheur de Schmitt 15 est mis en circuit lors du dépassement du seuil S15e et il est couplé lors du franchissement inférieur du seuil S15a, un signal U15 étant alors produit à la sortie de ce déclencheur. Ce signal U15 est retardé de v par l'organe de temporisation 17. Le signal U17 est appliqué à l'entrée de commande du déclencheur de Schmitt 14 par l'intermédiaire de la porte OU 18 et modifie, pendant la durée de son application, les seuils de déclenchement du déclencheur de Schmitt 14, de manière que les valeurs S14e et S14a deviennent les valeurs S14e' et S14a'. Ces valeurs de seuils modifiées sont représentées par des lignes en trait mixte.La modification des seuils n'agit cependant pas sur le signal U14, car lors de l'établissement du seuil d'enclenchement modifié S14e', le processus de mise en circuit du signal U14 a déjà eu lieu et, jusqu'à la fin du signal U17, ni le seuil S14a ni le seuil S14a' ne sont atteints. Au cours du second cycle représenté sur la figure 3, le seuil de vitesse de rotation nO est dépassé, c'est-à-dire que la tension U10 du capteur dépasse les seuils 816. Etant donné que le déclencheur de Schmitt 16 est un déclencheur inversant, il se produit une mise en circuit lors du franchissement inférieur du seuil d'enclenchement S16e et une coupure lors du dépassement du seuil de coupure S16a. Pendant ce temps est produit un signal U16 qui, par l'intermédiaire de la porte OU 18, commute à nouveau les valeurs de seuil du déclencheur de Schmitt 14 de S14 à S14'. Cela agit sur le début du signal U14, car, à cet instant le seuil d'enclenchement S14e' est efficace par suite de l'action du signal U16. Par contre, pour la fin du signal U14, le signal U16 n'agit pas non plus que, comme déjà décrit, le signal U17.En effet, ces signaux sont déjà terminés avant que l'un des seuils S14a ou S14a' soit atteint par la tension U10 du capteur. Cependant, le seuil d'enclenchement plus élevé permet d'obtenir un raccourcissement brusque du signal U14 lorsque la tension U10 du capteur dépasse les seuils S16. Dans le cas d'un capteur inductif, le montage 15, 17 n' a ainsi aucune action sur le signal U14. Par contre, le déclencheur de Schmitt 16 raccourcit le signal U14 lors du dépassement de la vitesse de rotation limite n o La figure 4 représente les conditions correspondant à la réalisation du capteur 10 sous forme de générateur de Hall. Ce qui suit est valable pour d'autres dispositions de capteurs donnant des signaux de sortie unipolaires appropriés. Etant donné que le signal U17 se présente avec un retard, la valeur de seuil S14e est déterminante pour la mise en circuit du signal U14. Cela est cependant sans importance pour autant que la valeur de seuil S14e' est pratiquement dépassée au même instant. La fin du signal 14 par franchissement inférieur du niveau de signal S14a par le signal U10 du capteur n'est possible en aucun cas, car ce signal du capteur ne peut pas prendre des valeurs négatives. Ici intervient cependant le retardement V, c'est-à-dire que lors de la présence du flanc arrière d'un signal U10, le signal U17 règne encore, ce signal commandant la valeur de seuil S14a' en tant que valeur de seuil de coupure.En conséquence, le flanc arrière d'un signal U14 est produit en même temps que le flanc arrière d'un signal U10. Si la vitesse de rotation nO est dépassée, cela n'a aucun effet, étant donné que la valeur de seuil d'enclenchement S16e du déclencheur de Schmitt 16 ne peut jamais être atteinte par le signal U10, car elle est également négative. En outre, l'amplitude du signal de sortie du générateur de Hall ne dépend pas de la vitesse de rotation, de telle sorte que la valeur de seuil S16a ne peut pas non plus être atteinte. La réalisation de montage représentée Qur la figure S à titre d'exemple, du déclencheur de Schmitt 14 est constituée par un amplificateur opérationnel 21 dont la sortie est reliée à la borne 19 et dont l'entrée inversante est reliée au capteur 10 par l'intermédiaire d'une résistance 22. Une tension de référence est envoyée à l'entrée non inversante de l'amplificateur opérationnel 21 par l'intermédiaire d'une résistance 23. Une résistance 24 assure la liaison entre la sortie de l'amplificateur opérationnel 21 et l'entrée non inversante de cet amplificateur. Un tel montage pour la réalisation d'un déclenchement de Schmitt par un amplificateur opérationnel est connu d'une façon générale d'après la littérature spécialisée.L'entrée inversante de l'amplificateur opérationnel 21 est raccordée, par l'intermédiaire d'un diviseur de tension formé par deux résistances 25, 26, à une borne 27 portée à un potentiel positif. La prise du diviseur de tension 25, 26 est raccordée à la masse par l'intermédiaire de la Jonction collecteur-émetteur d'un transistor 28. La base de ce transistor 28 est raccordée à la sortie de la porte OU 18. Les seuils d'enclenchement et de coupure du déclencheur sont d'abord déterminés par le décalage de potentiel provoqué par le rapport des résistances 23, 24. Si le transistor 28 est conducteur à la suite d'un signal U17 ou U16, un courant passe dans la résistance 25, ce courant devant être compensé par un courant d'importance appropriée passant par la résistance 22 , en d'autres termes, la tension du capteur doit correspondre à des valeurs davantage positives. Si le commutateur à semi-conducteur 28 est bloqué, un courant est alors amené par l'intermédiaire des résistances R25 et R26, ce courant compensant le courant allant à la masse en passant par la résistance 22 et le capteur. Les seuils sont ainsi décalés dans les zones négatives. REVENDICATIONS 10) Installation pour produire des signaux de commande fonction d'un angle de rotation, notamment pour des installations d'allumage de moteurs à combustion interne munies d'un organe de commande d'angle de fermeture, comportant un capteur tournant dont le signal de sortie dépendant au moins de l'angle de rotation est envoyé à un dispositif détecteur de valeur de seuil qui est commandé dans un premier état de commutation lorsque la tension du capteur dépasse une première valeur de seuil positive et qui est commandé dans un second état de commutation lorsque la tension du capteur s'abaisse au-dessous d'une seconde valeur de seuil négative, des moyens étant prévus pour décaler les valeurs de seuil, installation caractérisée en ce qu'il est prévu un second dispositif détecteur de valeur de seuil (15) présentant un seuil d'enclenchement positif et un seuil de coupure positif, le signal de sortie du second dispositif détecteur de valeur de seuil (15) décalant la seconde valeur de seuil négative du premier dispositif détecteur de valeur de seuil (14) dans la zone positive, un organe de temporisation (17) étant prévu et retardant le décalage de retour de la seconde valeur de seuil dans la zone négative. 20) Installation pour produire des signaux de commande fonction d'un angle de rotation, notamment pour des installations d'allumage de moteurs à combustion interne munies d'un organe de commande d'angle de fermeture, comportant un capteur tournant dont le signal de sortie dépendant au moins de l'angle de rotation est envoyé, pour produire le signal de commande, à un dispositif détecteur de valeur de seuil présentant une valeur de seuil d'enclenchement et une valeur de seuil de coupure, notamment selon la revendication 1, installation caractérisée en ce que des moyens (16) sont prévus pour réduire l'angle des signaux de commande audessus d'une vitesse de rotation déterminée. 30) Installation selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens (16) sont agencés sous forme d'un autre dispositif détecteur de valeur de seuil dont les valeurs de seuil d'enclenchement et de coupure ne peuvent être atteintes par la tension du capteur qu'à partir de la vitesse de rotation élevée déterminée, le signal de sortie de ce troisième dispositif détecteur de valeur de seuil (16) décalant dans le sens positif au moins la valeur de seuil positive du premier dispositif détecteur de valeur de seuil (14). 40) Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le signal de sortie du second dispositif détecteur de valeur de seuil (15) ainsi que le signal de sortie du troisième dispositif détecteur de valeur de seuil (16) provoquent les mimes décalages des valeurs de seuil du premier dispositif détecteur de valeur de seuil. 50) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'au moins le premier dispositif détecteur de valeur de seuil (14) est réalisé sous forme de déclencheur de Schmitt. 60) Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'il est prévu un amplificateur opérationnel (21) branché sous forme de déclencheur de Schmitt, le décalage des deux valeurs de seuil- s'effectuant par sommation de courant sur une entrée de l'amplificateur opérationnel (21). 70) Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les signaux de sortie du second dispositif détecteur de valeur de seuil (15) et/ou du troisième dispositif détecteur de valeur de seuil (16) permettent de commander un commutateur semi-conducteur (28) par lequel on agit sur un diviseur de tension (25, 26) relié à une entrée de l'amplificateur opérationn (21).