Brevet FR2488741A2 — publié le 19820219

FR 2488741 A2 19820219 FR 8017811 A 19800813 - 1 - DISPOSITIF ELECTRONIQUE DE COMMANDE D'ALLUMAGE POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE. Le brevet principal concerne un dispositif électronique de commande d'allumage de moteur à combustion interne, notamment pour véhicules automobiles, dispositif comportant un élément de comparaison d'une voleur de tension, une bobine d'allumage compre- nant un enroulement primaire connecté en série avec interrupteur électronique, un enroulement secondaire relié consécutivement aux bougies d'allumage sélectionnées par un distributeur d'allumage, des éléments externes résistifs et capacitifs aptes à assurer le fonctionnement d'un circuit monolithique comprenant des premiers moyens d'alimentation, des moyens de mise en forme des signaux issus du générateur de déclenchement des signaux d'allumage, des deuxiè- mes moyens d'alimentation, n intégrateur, un comparateur, un mélangeur, des moyens de filtrage et de temporisation et des moyens de régulation du courant circulant dons l'enroulement primaire de la bobine d'allumage de manière telle que, en association avec les éléments externes résistifs et capacitifs, on obtienne une étincelle d'allumage d'énergie constante aux électrodes de la bougie sélec- tionnée par le distributeur. Dans ce dispositif, le générateur de déclenchement des signaux d'allumage, est un générateur magnétique du genre tel que celui décrit, par exemple, dans la demande française de brevet: 77 17628 du 9 Juin 1977. A une vitesse de rotation de 12 tours/minute du moteur, à com- bustion interne, correspondant à une vitesse de rotation de 6 tours minute au niveau du distributeur d'allumage, dans lequel est logé le générateur magnétique, celui ci délivre des signaux dont l'am- plitude de + 140 millivolts estatténuée jusqu'à une amplitude de + 70 millivolts, par l'intermédiaire du pont diviseur de tension constitué par les résistances externes R8 et R9, au point commun desquelles est connectée l'entrée 6 du circuit monolithique 5. Ce pont diviseur de tension constitue donc un circuit atténua- teur de taux invariable en fonction des variations de la vitesse de rotation du moteur, à combustion interne. En conséquence de quoi et de manière à produire des étincelles d'allumage à partir d'une vitesse de rotation du moteur de 12 tours par minute environ, la voleur de déclenchement des moyens de mise en forme a été fixée à + 70 millivolts. - 2 - Cette caractéristique de déclenchement d'étincelles d'allu- mage à très basse vitesse est nécessaire pour assurer le démarra- ge du moteur aux températures hivernales rencontrées dans les pays froids et à un degré moindre dans les pays tempérés, la tension de la batterie de bord étant alors basse et le couple résistant du moteur à son maximum, ce qui, en corollaire, entraine une nette diminution de la vitesse de rotation du démarreur électrique dont sont munis les véhicules automobiles. L'obligation d'une très basse vitesse de déclenchement des étincelles d'allumage, pour les raisons exposées ci-dessus, fait que avec le générateur magnétique dont on dispose et à la vitesse de ralenti du moteur, c'est à environ 300 tours par minute au ni- veau du générateur magnétique, la durée de passage du courant dans l'enroulement primaire de la bobine d'allumage atteint 45 % de la période T du signal délivré par le générateur magnétique. Cette durée pourrait être ramenée à 30 % en modifiant les va- leurs-des résistances R8, R9, c'est à dire 15 KQ pour R8 et 5,6 KS?. pour R9 au:lieu de 10 KU-, mais cette modification entraînerait alors la production des étincelles d'allumage, pendant la phase de démarrage, à une vitesse deux fois plus élevée environ que la va- leur précédemment citée, ce qui ne serait pas acceptable. Le but de la présente invention est de cumuler les avantages des deux solutions, en éliminant les inconvénients de chacune d'elles, c'est à dire conserver un déclenchement des étincelles d'allumage à une très basse vitesse de démarrage du moteur et d'avoir à sa vitesse de ralenti, une durée de passage du courant, dans l'enroulement primaire, non supérieure à 30 % de la période T du signal délivré par le générateur magnétique de façon à ne pas provoquer un échauffement excessif de l'interrupteur électronique. L'invention concerne à cet effet un circuit atténuateur de l'amplitude des signaux issus du générateur magnétique, de déclen- chement des signaux d'allumage, lequel circuit atténuateur comporte un élément dont l'impédance varie en fonction de l'accroissement de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne de manière à obtenir, à la vitesse de ralenti dudit moteur, une durée prédé- terminée du passage du-courant dans l'enroulement primaire de la bobine d'allumage sans modification de la vitesse de démarrage dudit moteur. -3 - Selon un premier mode de réalisation, ledit circuit atté- nuateur est constitué d'une première résistance dont l'une des extrémités est connectée au point commun de l'entrée 6 du circuit monolithique 5 et de la résistance 8, l'autre extrémité de la résistance étant reliée au point commun d'une deuxième résistance et d'un condensateur dont les autres extrémités sont connectées au p8le négatif du dispositif. Selon un deuxième mode de réalisation, ledit circuit atténu- ateur est constitué d'une résistance dont l'une des extrémités est connectée au point commun de l'entrée 6 du circuit monoli- thique 5 et de la résistance 8, l'autre extrémité de la résistan- ce étant reliée à une des extrémités du condensateur dont l'autre extrémité est reliée au p8le négatif du dispositif. Selon un troisième mode de réalisation, ledit circuit atté- nuateur est constitué d'une première résistance connectée par une de ses extrémités au point commun des résistances R8, R9 et par son autre extrémité à l'entrée 6 du circuit monolithique 5, lequel circuit atténuateur comprend une deuxième résistance reliée par une de ses extrémités à l'entrée 6 et par son autre extrémité à un condensateur dont l'autre extrémité est connectée au pole négatif du dispositif. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est la représentation schématique du dispositif selon le brevet principal. La figure 2 est la représentation schématique du circuit atténuateur selon un premier mode préféré de réalisation de l'in' vention, - La figure 3 est la représentation schématique du circuit atténuateur selon un deuxième mode préféré de réalisation de l'invention. La figure 4 est la représentation schématique du circuit atténuateur selon un troisième mode préféré de réalisation de l'invention. La figure 5 représente le taux d'atténuation de l'amplitude des signaux délivrés par le générateur magnétique. Le dispositif électronique de commande d'allumage selon le brevet principal, représenté schématiquement par la figure 1, comporte un générateur 1, de type connu, tel, par exemple, que le générateur magnétique décrit dans la demande française 77 17628 24 8741 - 4 - du 9 Juin 1977, lequel générateur comprend un rotor 2, un enroule- ment induit 3 et est logé dans le boitier du distributeur d'allu- mage 4 entrainé en rotation par le moteur à combustion interne, à une vitesse moitié de celle dudit moteur. Les signaux délivrés par le générateur magnétique 1, sont trans- formés en signaux carrés à l'intérieur du circuit monolithique 5, par des moyens de mise en forme (non représentés) comprenant deux entrées dont l'une, l'entrée 7, est reliée directement au pôle négatif du dispositif, l'autre entrée, l'entrée 6 étant relié à l'une des extrémités de l'enroulement induit 3, par un circuit atténuateur à taux fixe, des signaux issus du générateur magnéti- que 1, lequel circuit atténuateur est constitué par un pont diviseur de tension composé des résistances externes 8 et 9 (voir figure 1) Un circuit de réaction (non représenté) constitué de transistor et de résistances crée de l'hystérésis entre les entrées 6 et 7 voir figure 5 ligne A) de manière à disposer d'un seuil de déclen- chement des moyens de mise en forme de valeur égale à + 70 milli- volts, valeur centrée sur la ligne moyenne des amplitudes positives et négatives du signal issu du générateur magnétique. A partir de ce seuil de déclenchement, les moyens de mise en forme délivrent des signaux de forme carrée comme représenté par la ligne B sur la figure 5. La durée tl de ces signaux correspond au temps de passage du courant dans l'enroulement primaire 24 de la bobine d'allumage 22, et conditionne en conséquence, l'énergie disponible aux électrodes des bougies d'allumage pour produire des étincelles capables d'en- flammer le mélange. Le circuit monolithique 5 est connecté à des éléments externes comprenant les résistances 10,11,12,13,14,15 et les condensateurs 16,17,18 et 19 aptes à assurer son fonctionnement à partir de la batterie 20. La mise sous tension du dispositif est réalisée par l'intermé- diaire de la clé de contact 21. La bobine d'allumage 22 comprend un enroulement secondaire 23, relié au distributeur 4, l'enroulement primaire 24 est connecté, en série, avec un interrupteur électronique 25 dont l'entrée 26 est reliée à la batterie 20, par l'intermédiaire de la clé de contact 21 et des résistances 27,28 dont le point commun est con- necté à la sortie du circuit monolithique. - 5 - L'entrée 26 de l'interrupteur électronique 25 est polarisée par une résistance 29. La sortie de l'interrupteur électronique est connectée à l'une des extrémités d'un élément de comparai- son 30, d'une valeur de tension de référence VR, l'autre extrémi- té de l'élément de comparaison est reliée au pôle négatif du dis- positif. Le point commun de la sortie de l'interrupteur électronique et de l'élément de comparaison 30 est connecté au circuit mono- lithique 5. Selon l'invention et suivant un premier mode de réalisation représenté par la figure 2, le circuit d'atténuation, à taux variable, des signaux issus du générateur magnétique, est consti- tué d'une première résistance 9a de valeur ohmique 3,3 Kf.- dont l'une des extrémités est connectée au point commun de l'entrée 6 du circuit monolithique 5 et de la résistance 8, l'autre extrémité de la résistance 9a étant reliée au point commun d'une deuxième résistance 9b de valeur ohmique 6,8K.Q et d'un condensateur 50, de 2,2 microfarads, les autres extrémités de la résistance 9b et du condensateur 50 étant connectées au p8le-négatif du dispositif La voleur ohmique de la résistance 8, c'est à dire 10K Q reste identique à la valeur prévue dans le brevet principal. Dans un deuxième mode de réalisation du circuit atténuateur représenté par la figure 3, ledit circuit est constitué d'une résistance 51 de valeur ohmique 5K.. dont l'un des extrémités est connectée au point commun de l'entrée 6 du circuit monoli- thique 5 et de la résistance 8, l'autre extrémité de la résistance 51 étant reliée à une des extrémités du condensateur 50 dont l'autre extrémité est reliée au pôle négatif du dispositif. Dans ce deuxième mode de réalisation, la valeur ohmique des résistances 8 et 9-est de 1OK.C et le condensateur 50 est de capacité 2,2 microfarads. Dans un troisième mode de réalisation représenté par la fi- gure 4, le circuit d'atténuation est constitué d'une première résistance 52, de valeur ohmique 50K2, connectée par une de ses extrémités au point commun des résistances 8 et 9, de voleur oh.ique 1OK Q pour chacune d'elles, l'autre extrémité de la résistance 52 étant reliée à l'entrée 6 du circuit monolithique 5. - 6 - Dans ce troisième mode de réalisation, le circuit atténuateur comprend une deuxième résistance 51a, de valeur ohmique 50KIQ, reliée, par une de ses extrémités, à l'entrée 6 du circuit monoli- thique 5, et par son autre extrémité, à un condensateur 50a, de valeur 0, 22 microforads, lequel condensateur est relié, par son autre extrémité, au pôle négatif du dispositif. Avec ces divers modes de réalisation, du circuit d'atténuation de l'amplitude des signaux issus du générateur magnétique, la durée de passage du courant dans l'enroulement primaire de la bobine d'allumage est ramenée à 30 % de la période T desdits signaux (voir figure 5 ligne B) , à la vitesse de ralenti du moteur à combustion, sans modification de la vitesse de démarrage. Sur la figure 5, ligne A, les traits pointillés représentent l'amplitude des signaux, issus du générateur magnétique, par un taux fixe d'atténuation de 50 % comme prévu dans le brevet princi- pal. A la vitesse de ralenti du moteur, environ 600 tours/minute correspondant à une vitesse de 300 tours/minute au niveau du géné- rateur magnétique, la durée tl du passage du courant dans l'enrou- lement primaire de la bobine d'allumage atteint 45 % de la période T des signaux issus du générateur magnétique (voir lignes A et B). Cette durée produirait un échauffement excessif de l'interrup- teur électronique 25 constituant l'étage de sortie du dispositif. En conséquence de quoi, les circuits d'atténuation de l'in- vention, circuits d'atténuation à taux variableramènent cette durée à 30 % (figure 5 ligne B) par la variation automatique de l'impédance du condensateur 50 ou 50a en fonction de l'accroisse- ment de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne. Le taux d'atténuation qui est de 50 % à la vitesse de démar- rage varie progressivement pour atteindre un taux d'environ 70 %a à la vitesse de ralenti, l'amplitude des signaux issus du généra- teur magnétique étant atténuée comme représenté en traits pleins à la ligne A de la figure 5. Le seuil de déclenchement des moyens de mise en forme étant fixé à + 70 millivolts, comme dans le brevet principal, on obtient ainsi une durée tl' (ligne C) correspondant à 30 % de la période T. Il est à remarquer que les résistances 8,9,91, 96 ont une valeur ohmique suffisamment faible pour que des courants parasites, qui pourraient pertuber le fonctionnement du dispositif, soient dérivés directement à la masse. -7- Toutefois, l'inconvénient des premier et deuxième modes de réalisation est que la faible valeur ohmique des résistances nécessite l'emploi-d'un condensateur de 2,2-microfarads, condensa- teur dont le volume n'est pas toujours compatible avec les dimen- sions dont on dispose pour loger le dispositif. Le troisième mode de réalisation remédie à cet inconvénient par l'adjonction de la résistance 52 ce qui permet d'utiliser un condensateur de 0,22 microfarads facilement logeable dans le volu- me dont on dispose. On conçoit bien que l'invention n'est pas lemitée aux trois modes de réalisation décrits et qu'elle comprend tous les circuits qui, par leur équivalence, permettent l'obtention d'un taux d'at- ténuation variable de l'amplitude des signaux issus d'un généra- teur magnétique, de manière qu'à la vitesse de ralenti du moteur, à combustion interne, la durée de passage du courant dans l'enroule- ment primaire soit égale à environ 30 % de la période T des signaux issus du générateur magnétique, ladite durée n'entrainant pas de modification de la vitesse de démarrage du moteur. 2488-74 1 REVENDICATIONS 1 Dispositif électronique d'allumage de moteur à combustion interne, selon la revendication 1 du brevet principal, comprenant un circuit d'atténuation des signaux issu du générateur magnétique de déclenchement des signaux d'allumage, lequel circuit d'atté- nuation est prévu sous la forme d'un pont diviseur de tension constitué par les résistances R8 et R9, au point commun desquelles est connectée l'entrée 6 du circuit monolithique 5, caractérisé en ce que ledit circuit d'atténuation comporte un élément 50 dont l'impédance varie en fonction de l'accroissement de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne, de façon à obtenir, - à la vitesse de ralenti dudit moteur, une durée prédéterminée du passage du courant dans l'enroulement primaire de la bobine d'allumage sans modification de la vitesse de démarrage dudit moteur. 2 Circuit atténuateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit est constitué d'une première résistance (9a) dont l'une des extrémités est connectée au point commun de l'entrée (6) du circuit monolithique (5) et de la résistance (8), l'autre extrémité de la résistance (9a) étant reliée au point commun d'une deuxième résistance (96) et d'un condensateur (50) dont les autres extrémités sont connectées au pôle négatif du dispositif. 3 Circuit atténuateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit est constitué d'une résistance (51) dont l'une des extrémités est connectée au point commun de l'entrée(6) du circuit monolithique (5) et de la résistance (8), l'autre extrémité de la résistance (51) étant reliée à une des extrémités du condensateur (50) dont l'autre extrémité est reliée au pôle négatif du dispositif. 4 Circuit atténuateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit est constitué d'une première résistance (52) connectée par une desegxtrémités au point commun des résis- tances (8et9) et par son autre extrémité à l'entrée (6) du cir- cuit monolithique (5), lequel circuit atténuateur comprend une deuxième résistance (51a) reliée par une de ses extrémités à l'entrée (6) du circuit monolithique (5) et, par son autre extré- mité à un condensateur (50a) dont l'autre extrémité est connectée au pôle négatif du dispositif.