Brevet FR2472673A1 — publié le 19810703

La présente invention concerne les techniques utilisant les impulsions électriques et a notamment pour objet les procédés de formation d'impulsions de commande, par exemple de commande de l'allumage par étincelles dans les moteurs à combustion interne avec pré-réglage de l'avance ou du retard à l'allumage par des moyens électriques. L'invention peut être appliquée le plus efficacement dans l'industrie de l'automobile et celle des constructions mécaniques. Les exigences accrues en ce qui concerne l'efficacité économique, la toxicité des gaz d'échappement et les caractéristiques dynamiques des automobiles posent depuis quelque temps le problème d'une régulation précise et souple du moment d'allumage en fonction du régime de fonctionnement des moteurs à combustion interne. On connaît un procédé de formation d'impulsions de commande de l'allumage par étincelles dans les moteurs à combustion interne (voir le brevet de la RFA NQ 2339755, 1973, cl. internationale F02p 3/00 et F02p 5/08), consistant à déterminer le nombre A d'impulsions angulaires apparaissant durant un temps prédéterminé t en synchronisme avec le mouvement de rotation du volant du moteur à combustion interne, puis, dans le but d'optimiser la loi de commande, à effectuer une conversion du nombre A en un nombre B, à soustraire le nombre B obtenu du nombre C d'impulsions apparaissant dans l'intervalle compris entre une phase prédéterminée 9 du mouvement de l'objet à commander et le point mort haut, et a effectuer un comptage complémentaire du nombre D d'impulsions angulaires à partir de la position correspondant à la phase prédéterminée t0 du volant du moteur à combustion interne jusqu'à l'établissement de l'égalité B + D = C. Ce procédé présuppose la présence, dans les dispositifs de commande de l'allumage dans les moteurs à combustinn interne, d'un compteur du nombre initial A et d'un compteur principal pour les opérations de décomptage (soustraction) et de comptage complémentaire, ce qui complique lesdits dispositifs, réduit leur fiabilité et les rend plus onéreux. On connaît un procédé de formation d'impulsions de démarrage de l'allumage, décrit dans le brevet d'invention de la R.F.A., NO 2010999, 1970, selon lequel on forme une série étalon d'impulsions et une série de démarrage d'impulsions synchrones avec le mouvement de l'arbre du moteur. La détermination du début de la formation de la série d'impulsions étalon est réalisée généralement, en fonction d'une première position de référence angulaire de l'arbre, par un capteur de position angulaire. Le début de la formation de la série d'impulsions de démarrage est déterminé par une deuxième position de référence de l'arbre, soit à l'aide d'un deuxième capteur de position angulaire, soit à l'aide d'un dispositif de comptage d'un nombre déterminé d'impulsions synchrones avec le mouvement, à partir de la première position de référence. On connaît aussi un procédé de formation d'impulsions de commande d'allumage (voir lue'brevet français NO 2258540, 1975, cl. F02p 5/08) consistant à convertir en un code A les impulsions angulaires durant un intervalle de temps prédéterminé t, et à convertir un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne en un code B, en commençant par une première position de référence, et à convertir en un code C les impulsions angulaires durant le temps s'écoulant depuis une deuxième position de référence, jusqu'à ce que la somme des codes A, B et C devienne égale au code D, c'est-à-dire jusqu'à ce que A+B+C=D Ce procédé est fondé sur la détermination de deux positions de référence, ce qui complique les dispositifs pour sa mise en oeuvre, réduit leur fiabilité et augmente leur coût. Le but de l'invention est d'éliminer les inconvénients précités. L'invention vise pour cela un procédé simple et fiable de formation d'impulsions de commande, par exemple de commande de l'allumage par étincelles électriques dans les moteurs à combustion interne, en ne déterminant qu'une seule position de référence d'un objet, par exemple du volant du moteur, pendant une période déterminée de son mouvement, cette position servant de point de départ pour le comptage des impulsions. Ce problème est résolu à l'aide d'un procédé de formation d'impulsions de commande, par exemple de commande d'allumage par étincelles électriques dans un moteur à combustion interne, du type consistant à convertir en un code A un intervalle de temps (appelé dans ce qui suit : "pas de temps"), à convertir en un code B un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne, et à convertir en un code C le temps courant, puis à comparer la somme des codes A, B, C avec un code prédéterminé D, en déterminant ainsi le moment de formation de l'impulsion de commande, ledit procédé étant caractérisé suivant l'invention, en ce que la conversion du pas de temps en code A et la conversion dudit ou desdits paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne en code B sont effectuées'avant que l'objet en mouvement atteigne la position de référence pour le commencement du comptage, tandis que la conversion du temps courant en code C est effectuée à partir de ladite position de référence, la détermination de cette position étant effectuée une fois par période de mouvement dudit objet. Il est utile d'utiliser, comme moment de commencement de la conversion du pas de temps en code A et de la conversion dudit ou desdits paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne en code B, le moment d'allumage du moteur à combustion interne au cours du cycle de fonctionnement précédent. Le procédé proposé de formation d'impulsions de commande par exemple de commande d'allumage par étincelles électriques dans.un moteur à combustion interne, permet d'optimiser la loi de commande de l'allumage, de simplifier les dispositifs de commande, d'augmenter leur fiabilité et de réduire leur coût. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente un diagramme de variation de l'angle t d'allumage en fonction de la vitesse de rotation de l'objet, par exemple du volant d'un moteur - la figure 2 est un oscillogramme des impulsions de commande pour un régime de fonctionnement du moteur dans lequel A = O, B = 1 - la figure 3 est un oscillogramme des impulsions angulaires à fréquence de récurrence minimale possible f1 - la figure 4 est un oscillogramme des impulsions de commencement de comptage - la figure 5 est un oscillogramme du pas de temps - la figure 6 est un oscillogramme des codes A, B, C en régime de vitesse minimale - la figure 7 est un oscillogramme des impulsions de commande pour une fréquence de récurrence des impulsions angulaires f2 > 1;; - la figure 8 est un oscillogramme des impulsions angulaires, se répétant à une fréquence -p )f - la figure 9 est un oscillogramme des impulsions de commencement de comptage - la figure 10 est un oscillogramme du pas de temps - la figure 17 est un oscillogramme des codes A, B, C en régime de vitesse moyenne du moteur - la figure 12 est un oscillogramme des impulsions de commande pour une fréquence de récurrence des impulsions angulaires î > f2 - la figure 13 est un oscillogramme des impulsions angulaires se répétant à la fréquence maximale possible f3 > "2 - la figure 14 est un oscillogramme des impulsions de commencement de comptage - la figure 15 est un oscillogramme du pas de temps - la figure 16 est un oscillogramme des codes A, B, C en régime de vitesse maximale. Le procédé de formation d'impulsions de commande, par exemple de commande de l'allumage par étincelles électriques dans un moteur à combustion interne, est fondé sur la formation d'impulsions angulaires en synchronisme avec le mouvement d'un objet, par exemple du volant d'un moteur, à l'aide d'un transmetteur d'impulsions placé au-dessus du volant, une impulsion angulaire se formant chaque fois qu'une dent de la couronne du volant passe sous ledit transmetteur. Lorsqu'une dent marquée, unique dans toute la denture du volant, passe sous le transmetteur d'impulsions, ce dernier forme une impulsion de commencement de comptage, unique pour chaque révolution du volant. L'impulsion de commencement de comptage peut être formée par un transmetteur d'impulsions distinct, réagissant uniquement au passage de la dent marquée. Au lieu du volant, on peut utiliser un disque spécial portant des repères angulaires (dents, trous, entailles, etc.) et une marque de commencement du comptage. En outre, le système de commande en question comporte un ou plusieurs capteurs du régime du moteur à combustion interne, indiquant par exemple, la température, la charge, la position du papillon d'étranglement, la dépression dans la tubulure d'admission du carburateur, ainsi que d'autre paramètres, sous la forme d'une série ou de séries d'impulsions dont le nombre dans chaque série varie en fonction du régime du moteur. Conformément au procédé proposé, avant que l'objet, par exemple le volant d'un moteur à combustion interne, n'atteigne la position de référence à partir de laquelle commence le comptage, de préférence après la formation de l'impulsion de commande au cours du cycle précédent de fonctionnement du moteur, on effectue la conversion en un code A des impulsions angulaires formées durant un intervalle de temps prédéterminé, ou "pas de temps", et l'inscription de ce code dans un dispositif de comptage. La conversion du pas de temps en code A s'effectue par exemple comme suit.Chaque impulsion d'une série ha d'impulsions angulaires formées durant le pas de temps est multipliée par un coefficient oC I (ss31 étant un nombre entier positif, et M 1 un nombre positif ou négatif, entier ou fractionnaire), de façon que dans le dispositif de comptage chaque impulsion angulaire de la série 9 d'impulsions angulaires s'inscrive sous forme d'un nombre R1 . Si &alpha;1 est un nombre entier positif, l'opération réalisée sera une addition, tandis que dans le cas d'un nombre ( négatif l'opération est une soustraction.Si ot = j (où i' t2 sont des nombres entiers), c'est-à-di Si &alpha;1 est un nombre fractionnaire, cela signifie que pour un nombre t2 d'impulsions angulaires du nombre total d'impulsions de la série 73î formées durant le pas de temps, il se produit dans le dispositif compteur une addition (comptage) ou une soustraction (décomptage) du nombre Y1 d'impulsions (en fonction du signe de Par exemple, si D(1 = = , chaque deuxième impulsion de la série d'impulsions ss1 s'inscrira dans le dispositif de comptage comme "+1". Les impulsions angulaires constituant une série; consécutive à la série ss1 s'inscrivent dans le dispositif de comptage, à partir de la (ss1 + 1)-ème impulsion, en étant multipliées chacune par un coefficient respectivement), et ainsi ae suite. En définitive, durant le pas de temps,on obtient l'inscription, dans le dispositif de comptage, d'un code A dépendant de la vitesse de rotation du volant, car plus la vitesse de rotation est grande, plus le nombre d'impulsions angulaires formées durant un pas de temps donné est élevé. Ce code s'écrit sous la forme générale Une fois écoulé le pas de temps, on effectue la conversion d'un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur en code B, autrement dit l'inscription du nombre B. Puis,après là formation de l'impulsion de commencement de comptage, on effectue la conversion du temps courant en code C, en procédant de la façon suivante. Chaque impulsion d'une série ss0 d'impulsions angulaires (où sso est un nombre entier positif) formées après l'impulsion de commencement de comptage, s'inscrit dans le dispositif de comptage en étant multipliée par un coefficient &alpha;0 analogue à &alpha;1 ... &alpha;n (c'est à dire que le code C= OcQ O), et ce, jusqu ce que la somme des codes A,B,C, soit égale au code de consigne D: A + B + C = D (1) cette égalité déterminant le moment de formation de l'impulsionde commande. Ci-dessous, on donne un exemple concret mais non limitatif de mise en oeuvre du procédé propose. Le code D est prédéterminé en partant des conditions de disposition réciproque du point mort haut et du point correspondant au commencement du comptage, dit "position de référence". Soit D = 32 Le diagramme de l'angle k? d'allumage en fonction de la vitesse de rotation du moteur (figure 1) est déterminé par la formule de conversion du pas de temps en code A, par exemple On supposera que le code B, en fonction des régimes thermiques, de charge et d'autres régimes de fonctionnement du moteur, peut prendre des valeurs entières allant de O à 6. Dans l'exemple considéré, on donne la construction du diagramme pour trois régimes de vitesse f1, f2 et f3, pour le cas où le code B=O (4). Dans le diagramme de variation de l'angle # d'allumage en fonction de la vitesse de rotation W du volant du moteur, l'axe iF est l'axe des angles d'avance à l'allumage par rap- port, par exemple, au point mort haut du moteur, tandis que W est l'axe des vitesses de rotation du volant du moteur. Sur l'axe Y sont portés des repères avec un pas de discontinuité déterminé par la distance angulaire séparant deux impulsions angulaires successives, par exemple une distance correspondant à 1 de rotation de l'arbre du moteur. La repère to correspond à l'angle d'avance de l'impulsion de commencement de comptage parrapport au point mort haut. Sur l'axe W sont portés les repères de vitesse avec un intervalle déterminé par le régime de vitesse (par exemple, un intervalle de 100 tr/mn) et dépendant du pas de temps. On peut déduire des équations (1), (2) et (3) que C = D -A - B = D-(&alpha;1 . ss1 + &alpha;2 . ss2 + &alpha;3 . ss3) (5) il découle de la formule de conversion du pas de temps (2) et des conditions de l'exemple (3) qu'à partir de la première impulsion angulaire apparaissant durant le pas de temps, les trois premières impulsions de la série sont comptées chacune comme un nombre égal à 4. Dans la zone 0-1 de l'axe des vitesses (figure 1), il ne se produit, durant le pas de temps, aucune variation du diagramme, car la période de répétition des impulsions angulaires est supérieure à la durée du pas de temps, dont la formation est synchronisée avec les impulsions angulaires. Au moment où la durée du pas de temps est comparée avec la période de répétition des impulsions angulaires, la première impulsion angulaire de la série 8 est convertie en nombre 4. Le diagramme montre alors, suivant l'axe des ordonnées (LP) un incrément de quatre pas de régularisation en angle, valeur qui se maintient dans toute la zone 1 - 2, car dans ce cas la relation (5) a la forme C = 32 - 4 x 1. Lors de l'accroissement subséquent de la vitesse de rotation du volant, à la fin des deuxième et troisième zones de vitesse (respectivement 1-2 et 2-3), le diagramme montre à chaque fois un incrément de 4, c'est à dire qu'au moment de la comparaison de la durée du pas de temps avec deux périodes de répétition des impulsions angulaires, s'inscrit dans le dispositif de comptage le nombre 4 suivant. On a alors C = 32 - 4 x 2. Une conversion analogue est subie par la troisième impulsion angulaire : C = 32-4.3. L'impulsion angulaire suivante, la quatrième, est convertie, à la fin de la zone 3 - 4, en nombre 2, car &alpha;2= 2 , et le diagramme montre alors un incrément de 2, de sorte que l'on a A = 4 x3 + 2x1 et C = 32-(4x3 + 2x1). Le diagramme montre un incrément analogue dans chacune des zones 5 à 8 de l'axe (A) , car fiez5 , et le code A = 4x3 + 2x5. Vu que le coefficient &alpha;3 = le graphique ne montrera un incrément de 1 qu'à la fin de la zone 10 de l'axe U), et 1' on aura : A = 4x3 + 2x5 + 1 x 2. 2 Sur le diagramme, les incréments de 1 suivants apparaitront à la fin des zones 12 et 14, car 23 = 6, après quoi aucune variation en fonction de la vitesse n'apparaitra sur le diagramme et celui-ci restera inchangé quand la vitesse continuera de s'accrotre A = 4x3 + 2x5 + T x 6. En cas de décroissance de la vitesse, le diagramme varie dans l'ordre inverse. De cette façon, l'avance maximale de l'angle d'allumage pour une vitesse de rotation du volant égale à 1400 tr/mn o sera de 25 Divers exemples de construction du diagramme pour certains régimes de vitesse en tenant compte des régimes de charge et thermique sont donnés sur les figures 2 à 6, 7 à Il, 12 à 16. Sur les figures 2 à 6, est montré un exemple de construction du diagramme pour un régime de vitesse inférieur à 100 tr/mn, c'est à dire pour un code A=0 et pour un code B=1. Les figures 7 à 11 représentent un exemple de construction du diagramme pour A = 4x3 + 2x4 et B = 4-. Les figures12 à 16 montrent un exemple de construction du diagramme pour le cas où A = 4x3 + 2x5 + 1 x 6 et 2 B = 6. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous -les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. REVENr)ICATTONS 1. Procédé de formation d'impulsions de commande, par exemple de commande d'allumage par étincelles électriques dans un moteur à combustion interne, du type consistant à effectuer la conversion dlun intervalle de temps, ou pas de temps, en un code A, la conversion d'un ou plusi-eurs paramètres de fonctionnement du moteur en un code B, ainsi que la conversion du temps courant en code C, et la comparaison de la somme des codes A, B, C avec un code de consigne D, en déterminant ainsi le moment de formation de l'impulsion de commande, caractérisé en ce que la conversion en code A du pas de temps et la conversion en code B d'un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du moteur s'effectuent avant que l'objet en mouvement, par exemple le volant du moteur, utilisé pour la formation d'impulsions, n'atteigne sa position de référence déterminant le commencement du comptage, tandis que la conversion du temps courant en code C s'effectue à partir de ladite position de référence de l'objet en mouvement, la détermination de ladite position de référence s'effectuant une fois par période de mouvement dudit objet. 2. Procédé de formation d'impulsions de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en tant que moment de commencement de conversion du pas de temps en code A et de conversion dudit ou desdits paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne en code B, on utilise le moment d'allumage du moteur à combustion interne au cours du cycle de fonctionnement précédent. 3. Application du procédé faisant l'objet de l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'elle consiste à utiliser ledit procédé dans le système d'allumage d'un moteur à combustion interne.