Brevet FR2478210A1 — publié le 19810918

i.- 'invention part d'une installation dValmwage pour moteours à combustion niei~e avec me bobine d'allumage dams le circuit primaire de laquelle est bwanché un commutateur électronique et dans le cOrcuit secondaire de laquelle est bran. 5 chée aun moins une section d !umagev avec un diepositif de ré- glage de l'angle de fermeture pour la régulation du commutateur électronique en forction des Uigavx dtun dispositif indicateur rotatif, avec un dispositif de comptage en avant et en arrière dans lequel le processus de comptage est déterminé dans l n 10 des sens par la durée de passage du courant dans le circuit pri- maire de la bobine d'allumage à partir du dépassement dtune va- leur de Goeuil du courant, et dans lequel le procesue de compta- gse dans l'autre sens, est de durés constante, avec un second dispositif de comptage en avant et en arr ire, dans lequel les 15 valeurs numériques du premier dispositif de comptage so8t sus- ceptibles d'être transférées sous la commande de l'indicateur, et dont le sens de comptage est également fié par lee signaux de l'indicateur, le commutateur 4lectrooniqRe dans le circuit primaire de 1a bobine d1allumage étant foeé lorsqu'une vleur 20 de seuil de déclenchement, susceptible detre fixée est atteinte par le processus de comptage dans le second dispositif de comp- tage, tandis que ce commutateur est ouvert à nouveau par un flanc du signal de ltindicateur. De telles intallations d'allumage sont connues 25 par exemple par les documents DE-OS 2 746 885, DE-OS 2 850 113 , ou bien DE-OS 2 850 115, Ces installations d'allumage connues repoaent partiellement gr le principe de la réduction de l'an- gle de fermeture et partiellement sur le principe de l'augmen- tation de l'angle de fermeture, Cela signifie, qu'un angle de 30 fermeture de base délivré à partir d'un dispositif indioateur rotatif, ou bien d'un calculateur d'allumage, est, en fonction de la vitesse de rotation, soit réduit (plus grand angle de fermeture de base nécessaire) ou bien augmenté (plus petit angle de fermeture de base nécessaire). Le principe commun consiste 35 à établir un état de comptage en fonction de l'écoulement du courant dans la bobine d'allumage c8té primaire, cet état de comptage influençant à son tour le processus de comptage pour la détermination du début du temps de fermeture. les régulations connues d'angle de fermeture présentent l'inconvénient commun 40 qu'elles utilisent un signal d'indicateur, ou bien un signal 2478210 de sortie d'un calculateur d'allumage, dont le rapport impul- sionnel doit se situer entre des limites étroites déterminées. En fonction de la vitesse de rotation des différents moteurs à combustion interne, des types différents d'indicateurs ou bien 5 de calculateurs, doivent en conséquence être construits. L'invention a pour but de remédier à cet incon- vénient et concerne à cet effet, une installation d'allumage caractérisée en ce que la valeur de seuil de déclenchement sus- ceptible d'être fixée, est déterminée par l'état de comptage fi- 10 nal d'un troisième dispositif de comptage en avant et en arrière, qui, en étant commandé par les flancs des signaux de l'indica- teur, est positionné à une valeur fixe et dont le sens de comp- tage est fixé par les signaux d'indicateur. L'installation d'allumage conforme à l'invention 15 définie ci-dessus, présente par rapport aux solutions connues, l'avantage que grâce à l'influence dépendant de la pression exer- cée aussi bien sur l'état du compteur au début du comptage de déclenchement que sur l'état du compteur de déclenchement, une plus grande possibilité de variations dans le rapport impulsion- 20 nel nécessaire de l'indicateur, est possible, et en outre, une adaptation rapide aux modifications de vitesses de rotation est obtenue (bonne dynamique). D'autres caractéristiques de l'invention présen- tent, pour une part, une signification inventive propre et permettent en outre d'envisager d'autres formes avantageuses et des améliorations de l'installation d'allumage définie ci- dessus. Une large indépendance du rapport impulsionnel de commande de l'indicateur est encore obtenue en ce qu'au des- 30 sous d'une vitesse de rotation susceptible d'être fixées, on travaille selon le principe de la réduction de l'angle de ferme- ture, tandis qu'au-dessus de cette vitesse de rotation suscepti- ble d'être fixée, on travaille selon le principe de l'augmenta- tion de l'angle de fermeture. Le circuit de réglage peut ainsi 35 traiter des rapports impulsionnels de commande différents allant d'environ 40 % Jusqu'à 90 %. la vitesse de rotation de commuta- tion correspond alors à peu près à la vitesse de rotation pour laquelle l'angle de fermeture atteint la grandeur du signal de l'indicateur. Pour des vitesses de rotation plus basses, on ob- 40 tient grâce à la réduction de l'angle de fermeture, une puissance 2.- ~3.~- 2478210 de pertes réduite et après la commutation sur l'augmentation de l'angle d'allumage, de bonnes données de puissance sont obtenues pour des vitesses de rotation élevées. Comme après la commutation de l'augmentation 5 d'angle de fermeture sur la réduction de l'angle de fermeture et inversement, un certain temps est nécessaire Jusqu'à ce que l'angle de fermeture correct se soit réglé à nouveau, il est particulièrement avantageux de prévoir le dispositif de commuta- tion en fonction de la vitesse de rotation, avec une hystérésis, 10 pour éviter dans la zone limite, des commutations dans un sens et dans l'autre. L'invention va être expliquée plus en détail en se référant à un exemple de réalisation représenté sur les des- sins ci-joints, dans lesquels t 15 - la figure 1 est un schéma de branchement de l'exemple de réalisation de l'invention, - la figure 2 est un diagramme de signaux pour expliquer le fonctionnement à de basses vitesses de rotation (réduction de l'angle de fermeture), 20 - la figure 3 est un diagramme de signaux pour expliquer le fonctionnement lors du passage de la réduction d'angle de fermeture à l'augmentation d'angle de fermeture. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, un dispositif indicateur 10, de préférence relié à 25 l'arbre de vilebrequin d'un moteur à combustion interne, est relié aux entrées de positionnement 8 d'un compteur à temps ou- vert 11 d'un compteur de valeur de seuil de déclenchement 12 ainsi que d'une mémoire intermédiaire 13, avec l'entrée de sens de comptage U/D du compteur 12, par l'intermédiaire d'une porte 30 OU 14 avec l'entrée de sens de comptage U/D du compteur 11, et avec l'entrée de cadencement C d'un étage 15 de détection de valeur de seuil. Au dispositif indicateur 10, peut tre asso- cié un calculateur d'allumage, non représenté plus en détail, pour le réglage de l'instant d'allumage en fonction de paramètres du ?oteur à combustion interne. Un tel calculateur d'allu- mage peut, par exemple, tre constitué conformément au docu- ment DE-PS 2 504 843 ou bien au document DE-O0 30 00 562. Il est important que le signal de sortie du dispositif indicateur 10, ou bien du calculateur d'allumage, comporte un rapport im- 40 pulsionnel de commande qui se situe environ entre 40 et 90 % . 4,- 2478210 Les entrées numériques du compteur 12 reçoivent de préférence, par l'intermédiaire d'un câblage fixe, la valeur numérique "X", tandis que les sorties numériques de ce compteur sont raccordées à,la mémoire intermédiaire 13. Un générateur 5 de fréquence de cadencement 16 est relié aux entrées de cadence- ment 0 des compteurs 11, 12, ainsi qu'à celles d'un compteur de réglage 17, dont les sorties numériques sont reliées avec les entrées numériques du compteur 11, ainsi qu'avec l'étage d'iden- tification de valeur de seuil 15. Ia sortie de l'étage d'identi10 fication de valeur de seuil 15, est reliée à une autre entrée de la porte OU 14 et avec l'entrée de commande d'un commutateur 18 revêtant de préférence la forme d'un multiplexeur. Les sor- ties numériques du commutateur 18 et du compteur 11, sont rac- cordées aux entrées n~mériques de comparaison d'un comparateur 15 numérique 19, dont la sortie est raccordée par l'intermédiaire d'une porte ET 20 à l'entrée de blocage E du compteur 11 ain" que par l'intermédiaire d'un organe de temporisation 21 à l'en- trée de comptage en arrière D du compteur 17. La sortie de la porte OU 14 est reliée à une autre entrée de la porte ET 20. 20 les deux entrées du commutateur 18 sont, d'une part, raccordées aux sorties numériques de la mémoire intermédiaire 13 et reçoi- vent, d'autre part, de préférence par l'intermédiaire d'un ca- blage fixe, la valeur numérique "O". La sortie de la porte BT 20 est reliée par l'in- 25 termédiaire d'un amplificateur 22 avec l'entrée de commande d'un commutateur électronique 23 dont la section de commutation, une résistance de mesure du courant 24, ainsi que l'enroulement pri- maire d'une bobine d'allumage 25, constituent un branchement en série connecté entre la masse et une source de tension d'alimen- 30 tation 26. Dans le circuit secondaire de la bobine d'allumage 25, est branchée une section d'allumage 27 qui, dans le cas d'un moteur à combustion interne, est habituellement constituée par des bougies d'allumage. Dans le cas o il y a plusieurs bougies d'allumage, il peut être prévu de façon connue en sol, un ré- 35 partiteur mécanique ou électronique de haute tension. Pour li- miter le courant c8té primaire, un dispositif de réglage du courant connu par exemple par le document DE-OS 2 232 220, est relié à la résistance de mesure du courant 24, et agit sur l'am- plificateur 22. En outre, la chute de tension obtenue aux bornes 40 de la résistance 24 de mesure du courant, est appliquée par l'in- 5e.22478210 termédiaire d'un 6tage de valeur de seuil 299 à l'entrée de comptage en avant (U) du compteur 17. On va tout dtabord exposer le mode de fonction- nement dana le cas de basses vitesses de Lotation en se réfê- 5 rant aux di-agrames de signaux représentés sr la figure 2. Cet- te zone de basses vitesses de rotation s'étend escentiellemGe+ jusqu'à la vitesse de rotation pour laquelle uMe durée de passage du courant c8té pri2ire pe.ndant i signal d indicateur O0 ne suffit plus à atteindre une valeur théorique dit courant Iso 10 Jusqu'à l'intant tl, il existe un fonetionnement stationnaire pendant lequel, à l'4tat r6glé, le eourant I cSté primaire at- teint dans. chaque cass, sa valeur théorique la. Avec chaque flanc arrière du signa d'indlcateur UIO, le compteur 11 est posation- né à la valeur numérique présente à cet instat dans le compteur 15 17, et compte en avant pendant la pause du silx deindicateur. Simultanément, la valeur numérique présente dans le oompSteu, 12 est transférle dans la mScoire intermédiaire 5- et trbs DPeu de temps après (les orgmes de temporisation ventuelement n- cessairas o"e sont pas re senté plus e détail) la valeur 20 numériQue fte X est t2 f~r4e die le co~Deur 12o Ds le compteur 12, s'effeotim également eu couc de la pause du signal d'indicateur, un processus de comptage en avant Avec 1l débat du signal d'indicateur UIO arivant, le sens de comptage des deux compteurs 11 12 est commuté sur le processus de comptage 25 en arribre, par l'intermédiaire des entrées de sens de comptage U/D do ces deux compteurs, Si la valeur numérique Zîl dans le compteur Il atteint la valeur numérique Z13 également appliquée au comparateur 19 par l'intermédiaire du commutateur 189 alors, par l'intermédiaire de la msortie du comparateur 19, le commuta- 30 teur électronique 23 est fermé et u courant I commence à circu- ler coté primaire, A cet instant, en outre, le compteur Il par l'intermédiaire de son entrée de blocage E est bloqué pour d'au- tres processus de comptage Enfin, l'organe de temporisation 21 est déclenché, si bien que pendant son temps de maintien T, un 35 processus de comptage en arrière se déroule dans le compteur 17. Si, le courant coté primaire atteint la valeur I1, alors l'étage de valeur de seuil 29 réagit et provoque, par l'intermédiaire de l'entrée de comptage en avant Ut un processus de comptage en avant dans le compteur 17. En fonctionnement stationnaire, le 40 compteur 17 après son processus de comptage en arrière et en 6.- 2478210 avant, atteint à nouveau son ancienne valeur. Avec le flanc ar- rière suivant du signal d'indicateur, les deux compteurs 11, 12 ainsi que la mémoire intermédiaire 13 sont à nouveau positionnés. Comme en fonctionnement stationnaire, la valeur numérique ter- 5 minale du compteur 12 à l'instant du flanc arrière du signal d'indicateur atteint à nouveau la mrme valeur que dans le cycle précédent# la valeur numérique dans la mémoire intermédiaire 13 n'est pas modifiée. Par la modification du signal à la sortie de la porte OU 14, le commutateur électronique 23 est ouvert 10 par l'intermédiaire de la porte ET 20, grâce à quoi l'allumage est déclenché. Le courant côté primaire tombe à zéro, si bien que la valeur de seuil de l'étage à valeur de seuil 29, est à nouveau franchie vers le bas et le compteur 17 s'arrête. Dans les cycles suivants représentés, il est 15 indiqué un processus d'accélération, c'est-à-dire que les signaux d'indicateurs U10 constant en angle sont plus courts en temps. Du fait de la pause du signal d'indicateur devenant plus courte, une valeur numérique plus basse est atteinte dans le compteur 11, ce qui fait que le début du temps de fermeture est déclenché 20 plus tôt. Cependant, à l'instant d'allumage t2, la valeur théo- rique du courant Io n'est-pas atteinte, car l'information de vi- tesse de rotation ne peut bien entendu ne donner aucune indica- tion en ce qui concerne une accélération à venir, Du fait du temps plus court de circulation du courant à partir de la valeur 25 I1, le processus de comptage en avant dans le compteur 17 est plus court, ai bien que la valeur numérique atteinte et trane- férée dans le compteur 11 est plus basse. Cela réduit encore la valeur numérique susceptible d'être atteinte dans les compteurs 11, si bien qu'à nouveau un décalage vers l'avant du dé- 30 but du temps de fermeture de la période suivante, est provoqué. En outre, également, dans le compteur 12, par suite du signal d'indicateur plus court, ce n'est pas la valeur numérique de la période précédente qui est atteinte, mais une valeur numérique plus grande qui élève la valeur de seuil de déclenchement du 35 comparateur 19. Cela également provoque un décalage supplémentai- re vers l'avant du début du temps de fermeture. L'action con- jointe de ces différentes mesures provoque, malgré la poursuite de l'accélération, une adaptation rapide du temps de fermeture aux caractéristiques modifiées de vitesse de rotation. Cela 40 aboutit même à ce que, dans le dernier cycle représenté, dans 7.- 2478210 lequel aucune accélération ne se produit plus, la durée d'écou- lement du courant soit trop longue, si bien que le dispositif de réglage du courant 28 entre en action. Il doit être entendu que la régulation n'inter- 5 vient pas seulement sur les modifications de la vitesse de rotation, mais bien entendu également, sur des modifications de la température et de la tension d'alimentation, car ces fac- teurs influencent également le courant c8té primaire. Le cou- rant c8té primaire commande cependant la valeur numérique du 10 compteur 17. Pour simplifier la représentation, une fréquence de cadencement unique est appliquée aimcompteurs 11, 12 et 17. les fréquences de cadencement peuvent toutefois être égalemet ajustées pour obtenir une régulation optimale. C'est ainsi que, 15 par exemple, pour éviter des fluctuations de réglage, la fré- quence de comptage du compteur 11 peut être au moins deux fois plus grande que la fréquence de comptage du compteur 17. Ega- lement, il s'avère avantageux de régler le rapport de la fré- quence de comptage en arant et de la fréquence de comptage en 20 arrière dans le compteur 11 en fonction du rapport impulsionnel de la succession de signaux d'indicateurs U10. Une telle dis- position est par exemple indiquée sur la figure 5 du document DE-OS 2 746 885. Dans le diagramme de signaux représenté sur la 25 figure 3, sont indiquées les conditions existantes pour une vi- tesse de rotation élevée constante, après que ce soit produite une forte accélération. Par suite de la vitesse maintenant cons- tante, la valeur numériquel13 emmagasinée dans la mémoire in- termédiaire 13 demeure constante. Elle est toutefois plus éle- 30 vée que la valeur numérique atteinte dans le compteur 11, si bien qu'à la sortie du comparateur 13, un signal 1 est constam- ment présent, et le début du temps de fermeture est déclenché par l'intermédiaire de la porte OU 14 et de la porte ET 20 directement avec le début d'un signal d'indicateur U10. Un proces- 35 sus de comptage en arrière du compteur 11 n'a plus lieu de ce fait, Pour cette valeur de rotation, le signal d'indicateur U10 est déjà toutefois si court en temps, que la valeur théorique du courant eIs malgré le temps de fermeture durant la totalité du signal d'indicateur, ne peut plus être obtenue. En conséquen- 40 ce, la valeur numérique dans le compteur 17 se réduit constamment 8.- 2478210 du fait des processus de comptage en arrière et des processus de comptage réduits en avant. Après un petit nombre de périodes, pendant lesquelles une valeur de courant quelque peu plus réduite a été atteinte côté primaire, l'état de comptage dans le comp- 5 teur 17 atteint la valeur de seuil de commutation inférieure Sl de l'étage d'identification de valeur de seuil 15. Par suite du déclenchement de l'étage d'identification de valeur de seuil 15 par les flancs arrière du signal d'indicateur, l'arrivée à cette valeur de seuil ne se manifeste qu'à l'instant t3. Un 10 tel déclenchement peut, par exemple également, s'effectuer par l'intermédiaire d'une bascule branchée à la suite de l'étage à valeur de seuil. Du fait de cette réaction de l'étage à valeur de seuil 15, le compteur 11, par l'intermédiaire de la porte OU 14, est commuté en permanence sur "comptage en arrière". Simul- 15 tanément par l'intermédiaire du commutateur 18, la valeur numé- rique 0 est constamment appliquée au comparateur 19, comme va- leur de seuil de déclenchement. Aussit8t après le positionne- ment du compteur 11, celui-ci compte ainsi à la valeur zéro, et déclenche le début du temps de fermeture. Ceci provoque tout 20 d'abord un temps de fermeture trop important, si bien que le dispositif de réglage de courant 28, réagit à nouveau. Ce temps trop long d'écoulement du courant à partir de la valeur Il pro- voque toutefois immédiatement un accroissement de la valeur nu- mérique atteinte dans le compteur 17, si bien que déjà après 25 peu de périodes, trois périodes dans le cas représenté, la du- rée correcte d'écoulement du courant est à nouveau réglée. Le compteur 12 poursuivant son comptage de façon continue, n'a plus aucune influence sur le temps de fermeture. Comme l'étage d'identification de valeur de 30 seuil 15 présente une hystérésis, une remise à zéro n'intervient qu'après dépassement de la valeur de seuil S2. Cela doit empê- cher que par suite des processus de comptage en avant et en ar- rière du compteur 17, et des fluctuations de la vitesse de rotation dans la zone de commutation, une commutation permanente 35 ait lieu entre la réduction de l'angle de fermeture et l'aug- mentation de l'angle de fermeture. La bonne dynamique du dispo- sitïf de réglage de l'angle de fermeture qui a été décrit, résul- te notamment de ce que les accélérations sont appréhendées dans chaque zone : une accélération durant une pause du signal d'in- 40 dicateur est appréhendée par le compteur 11. Une accélération 9,- 2478210 durant un signal dl indicateur est appréhendée dans le compteur 12. Enfint une accéllération dvant le tempe d'6coulement du courant eat appréhendée par le compteur 17. Dans une réalisation simplifiée de l'invention, 5 on peut 6galement renoncer au compteur dealeur de seuil de déclenchement 12, et une valeur de seuil de déclenchement fixe peut Otre choisie, Ceci doit bien entendu ête acquis au prix d'une dynamique plus médioere et deune marge de variation plus réduite du rapport impulsionnel de commande de l'indicateur. 10 De même, dans une réalisation simplifiée de l'invention, on peut en conservant le eompteur 12, renoncer . la commutation mur le prinoipe de l'augentation de langle de fermeture pour des vitesses de rotation êlevéese En éconoisant les parties constitutives 15 et 18, eeci aboutit cependnt une, limitation 15 du courant de coupiue primire .maximal sueeptible deatre at- teint, du fait de la limitation par le rapport impulaonel de comm~ide, !Un pawsage . la réulation e: mpe ouvert (ido es 5ooit~A^tive3 15 18) aboutit notament pon dee noMbreo d2= ~i~o-o~ ~!eve (p`aw emepe 8 cylindres) ' une am-lioration 2jMt1.1.b1 ev, de " 2478210 - R E V E N D I C A T I 0 N S 1 .- Installation d'allumage pour moteurs à com- bustion interne avec une bobine d'allumage dans le circuit pri- maire de laquelle est branché un commutateur électronique et 5 dans le circuit secondaire de laquelle est branchs au moins une section d'allumage, avec un dispositif de réglage de l'angle de fermeture pour la régulation du commutateur électronique en fonction des signaux d'un dispositif indicateur rotatif, avec un dispositif de comptage en av.nt et en arrière (17) dans le- 10 quel le processus de comptage est déterminé dans l'un des sens par la durée de passage du courant dans le circuit primaire de la bobine d'allumage à partir du dépassement d'une valeur de seuil du courant (I1), et dans lequel le processus de comptage dans l'autre sens, est de durée constante, avec un second dis- 15 positif de comptage en avant et en arrière (11), dans lequel les valeurs numériques du premier dispositif de comptage (17) sont susceptibles d'être transférées sous la commande de l'indi- cateur, et dont le sens de comptage est également fixé par les signaux de l'indicateur, le commutateur électronique dans le 20 circuit primaire de la bobine d'allumage étant fermé lorsqu'une valeur de seuil de déclenchement, susceptible d'être fixée est atteinte par le processus de comptage dans le second dispositif de comptage (11), tandis que ce comeutateur est ouvert à nouveau par un flanc du signal de l'indicateurs installation d'allumage 25 caractérisée en ce que la valeur de seuil de déclenchement sus- ceptible d'être fixée est déterminée par l'état de comptage fi- nal d'un troisième dispositif de comptage en avant et en arrière (12), qui, en étant commandé par les flancs des signaux de l'indicateur, est positionné à une valeur fixe (X) et dont le sens 30 de comptage est fixé par les signaux d'indicateur. 2.- Installation d'allumage selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que l'état de comptage final du troi- sième dispositif de comptage (12) est respectivement mis en mé- moire après un processus de comptage en avant/en arrière dans 35 une mémoire intermédiaire (13), dont la valeur mémorisée ainsi que les valeurs numériques du second dispositif de comptage (11) sont appliquées à un comparateur (19) dont la sortie commande le commutateur électronique (23). 3.- Installation d'allumage selon l'une quelcon- 40 que des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'à partir - 10.- ~11.- ~2478210 d'une vitesse de rotation susceptible d'4tre fixée du moteur à combustion interne, la valeur de seuil de déclenchement, en vue d'augmenter l'angle de fermeture, est susceptible d'être commu- tée brusquement sur une autre valeur, de préférence la valeur 5 zéro, le second dispositif de comptage (11) comptant dans un sens de comptage la valeur transférée à partir du premier dis- positif de comptage (17). 4.- Installation d'allumage selon la revendica- tion 3, caractérisée en ce que la vitesse de rotation suscepti- 10 ble d'être fixée est déterminée grâce à des moyens (15) associés au premier dispositif de comptage (17) pour détecter la valeur de seuil. 5.- Installation d'allumage selon la revendica- tion 4, caractérisée en ce que les moyens(15) de détection de 15 la valeur de seuil, présentent une hystérésis. 6.- Installation d'allumage selon l'une quelcon- que des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que la commu- tation dépendant de la vitesse de rotation de la valeur de seuil de déclenchement, s' effectue par l'intermédiaire d'un multiplexeur 20 (18).