Brevet FR2472092A1 — publié le 19810626

Ce montage a la prétention de concurrencer toutes les avarices à l'ait lumage ou à l'injection actuelles (aussi bien mécaniques qu'électroniques). Cette réalisation entrain de nombreux avantages car, à partir de deux capteurs et d'une carte électronique simple : elle permet de tenir compte de tous les facteurs tels que la température, la nature du carburant, la charge du moteur, la vitesse de rotation, et de faire en sorte que ltétin- celle se fasse toujours au moment opportun. Les avances à l'allumage électroniques actuelles sont obligées d'utiliser autant de capteurs que de données. Certaines de ces données sont inexploitables parce qutil n'existe pas de capteurs adaptés (pour la nature du carburant utilisé par exemple). Le principe général réside dans la comparaison dans le temps de deux informations : la fin de la combustion correspondant au maximum de pression et le point mort haut du piston. De cette comparaison l'électronique va élaborer l'instant où doit se produire l'étincelle pour que ces deux informations soient simultanées (voir le synoptique de la Fig 1). L'électronique réalise un asservissement de position qui fait en sorte que le maximum de pression dans la chambre de combustion se produise exactement lorsque le piston est au point mort haut. En réalité si l'on veut se rap prôner le slus possible du rendement maximal en observant le cycle de Beau de Rochas, on s'aperçoit qu'il faut que le maximum de pression se produise un peu après le point mort haut.Dans tout ce qui va suivre on supposera que cet angle de décalage avec le point mort haut reste nul, Dans la réalisation pratique on en tiendra compte lorsque l'on montera le capteur de position. La description suivante et les dessins annexés permettront de mieux comprendre et d'apprécier cette réalisation. Tout le fonctionnement de cette électronique réside dans l'utilisation d'un binistor T6 (Fig 3) qui fonctionne en monostable à constante de temps variable. Cette constante de temps est pilotée par T5 (Fig 3), T6 se bloque lorsqu'il reçoit l'impulsion négative de T10 (Fig 3). Il se saturera lorsque sa tension d'anode deviendra supérieure à celle de la gachette de cathode, et ceci au bout d'un temps qui dépend de l'état de conduction de T5. Une nouvelle impulsion négative rebloque T6 et ainsi de suite. T en se saturant bloque l'amplificateur de sortie T7 (Fig 3) qui alimenteun circuit différenciateur. Les impulsions positives fabriquées par ce circuit différenciateur correspondent à l'instant d'allumage (voir G de la Fig 4).Elles seront envoyées à un allumage électronique quelconque non décrit dans ce compte-rendu. Il faut noter qu'au démarrage du moteur, la comparaison des deux informations des capteurs ne peut pas se faire puisqu'il n'y a pas encore eu explosion. Cela entraine le blocage de T5 et l'asservissement ne se fait plus. Pour remédier à cet inconvénient, chaque fois que le piston passe au point haut on envoie une impulsion positive -sur la gachette de cathode ce qui sature T6. En fonctionnement normal cette impulsion n'a aucun effet puisque T6 a déjà été-saturé par la charge de C. Le capteur de position est du type oscillateur que l'on bloque en augmentant les pertes par courant de Foucault. Ce capteur entre en E2 (Fig 2 et 3).Les rôles de T1 T2 T8 Tg et T10 se passent de commentaires si l'on regarde le synoptique (Fig 2), le schéma (Fig 3) et les signaux obtenus (Fic 4). La tension d'erreur D (Fig 4) est obtenue à l'aide du comparateur de phase constitué de T3 D3D6 R3 R4 C C et d'un filtre C1 C2 R2. Le signal J est obtenu à partir du capteur de position E2 et après une intégration du front montant gracie à D6 R3 C5. Le signal C est obtenu en clampant le signal J à l'aide du transistor T3. T3 est saturé par les impulsions B fabriquées à partir des informations fournies par le capteur de pression E1. La description des capteurs ne présente pas d'intérêt particulier.Il faut noter tout de même que le capteur de pression n'est pas tenu d'avoir un temps de réponse très petit. En effet il suffit qu'il ait un temps de réponse équivalent à la pente du front montant de la courbe J, pente réalisée par R4 C5. Cette pente nécessaire au bon fonctionnement du champ introduit un retard constant, si le capteur de pression introduit le même retard la comparaison des deux informations se fera dans de bonnes conditions. Dans la présente réalisation on a choisi ê = 120wus ce qui permet de garantir à la vitesse maximale stabilisée à 6000 t/mn une incertitude sur l'instant d'allumage inférieur à 1 . La présente description et les schémas sont relatifs à un moteur 4 temps ayant un seul cylindre, ceci dans le seul but de simplifier l'exposé.On remarque que dans ce cas on a une commande d'allumage qui ne servira pas à enflammer les gaz. La seule critique que l'on peut faire à cette avance électronique comme à beaucoup d'autres, c'est que dans le cas de variation rapide de charge (coup brus que d'accélérateur par exemple) le réseau correcteur R C1 R2 C introduit 22 un temps de retard de l'ordre de 600-ms. Ce retard est divisé par deux si on modifie la forme du signal fourni par le capteur E2. Cette modification est obligatoire dans le cas d'un moteur 4 cylindres 4 temps et dans celui d'un moteur 2 cylindres 2 temps puisqu'il faut 2 étincelles par tour de moteur. Il faut donc tabler avec 300 ms. Ce temps de retard peut être diminué en prenant en compte les variations rapides de la pédale d'accélération.Il suffirait de prendre en considération les variations de la position de cette pédale à l'aide d'un circuit différenciateur, et de les introduire dans la boucle d'asservissement. Mais comme gagner 0,3 secondes ne constitue pas une amélioration très importante et que cela nécessite l'utilisation d'un capteur supplémentaire, il n'en sera pas donné un exemple de réalisation. Je terminerai cet exposé en disant que cette réalisation a des performances supérieures à la plupart des autres avances à l'allumage existantes à ce jour et elle est la seule à pouvoir prendre en compte la nature du carburant et la température des gaz admis dans la chambre de combustion. De plus elle est insensible aux dérivés thermiques de l'élec- tronique car ces dernières sont automatiquement rattrapées par la boucle d'asservissement. Elle est d'une exécution simple, sans difficultés de réglage et donc d'un prix de revient bas. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'obtention d'une avance automatique d'allumage ou d'injection pour moteur à explosion, composée d'au moins un capteur de pression régnant dans la chambre de combustion, d'au moins un capteur de position du vilebrequin et d'une carte d'électronique caractérisée en ce que la carte d'électronique constituée d'un comparateur de phase et d'un monostable à durée variable réalise une boucle d'asservissement qui détermine l'instant où doit éclater l'étincelle pour qu'il y ait cotncidence entre les informations fournies par les deux capteurs. Les deux informations étant : le maximum de pression dans la chambre de combustion, la position du piston lorsqu'il est juste après le point mort haut. (voir Fig 1 2.Dispositif suivant revendication 1 caractérisé en ce que le comparateur de phase élabore une tension continue fonction du décalage entre le maximum de pression et le point théorique où devrait avoir lieu ce maximum afin de piloter la durée du monos table commandant l'instant d'allumage, 3. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le capteur de position délivre un signal carré correspondant aux positions angulaires où peut se produire l'étincelle. Le front avant du signal carré déclanche le monostable, le front arrière réinitialise le monostable s'il nta pas basculé de lui-même. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précèdentes, caractérisé en ce que l'on améliore son temps de réponse en ajoutant un capteur de variations rapides de charge dont l'action s'additionnera à celle du comparateur de phase. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le capteur de pression peut être remplacé par un capteur de nature différente dans la mesure où ce nouveau capteur permet de contr8ler le déroulement de la combustion.