Brevet FR2521645A3 — publié le 19830819

FR 2521645 A3 19830819 FR 8202558 A 19820217 DISPOSITIF D'ALLUMAGE POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE L'invention concerne un dispositif d'allumage pour moteurs à combustion interne, dispositif comprenant un circuit de déclenchement de l'instant d'allumage, circuit comportant une partie de comptage et une mémoire uniquement de lecture dans laquelle sont stockées des courbes d'avance à l'allumage, les variations de la dépression, dans la tubulure d'admission des gaz, étant transformées par un transducteur en une tension variable VI appliquée à l'entrée d'un convertisseur analogique/numérique prévu dans la partie comptage pour déclencher l'instant d'allumage du moteur en fonction de sa vitesse de rotation et des variations de la dépression, variations dépendantes de la charge appliquée au moteur. Dans un tel circuit de déclenchement de l'instant d'allumage décrit, notamment aux pages 139,140 et 141 de la revue ELECTRO NICS, du 6 Octobre 1981, du fait qu'il n'y a pas de possibilité d'accés à l'adressage de la mémoire de lecture, autrement que par le convertisseur analogique/numérique, il faut ajouter des mémoires additionnelles pour l'introduction de paramètres de fonctionnement, du moteur, autres que la vitesse de rotation et les variations de la dépression. Cette adjonction de mémoires qui a pour effet de multiplier le nombre de courbes, d'avance, réalisables, bien qu'un fonctionnement satisfaisant du moteur ne le nécessite pas, présente l'inconvénient d'accroitre le coût du dispositif d'allumage. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient et concerne à cet effet un dispositif d'allumage pour moteurs à combustion interne, comprenant un circuit de déclenchement de l'instant d'allumage et une mémoire uniquement de lecture, dans laquelle sont stockées des courbes d'avance à l'allumage, les variations de la dépression, dans la tubulure d'admission des gaz, étant transformées par un transducteur en une tension variable VI appliquée à l'entrée d'un convertisseur analogique/ numérique, prévu dans la partie comptage, pour déclencher l'instant d'allumage du moteur en fonction de sa vitesse de rotation et des variations de la dépression, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un circuit de décalage, de l'instant d'allumage, qui délivre à l'entrée du convertisseur analogique/numérique une tension V3, fonction d'autres paramètres de fonction nerent du moteur, lequel circuit de décalage comporte des moyens d'atténuation de la tension V1, appliquée à l'entrée du convertisseur, moyens d'atténuation dont le fonctionnement est commandé soit par des premiers moyens de comparaison en dessous d'une valeur prédéterminée 85 de la température 81 du moteur, soit par des deuxièmes moyens de comparaison lorsque des moyens d'amplificotion commandés par un interrupteur, disposé sur le papillon des gaz, génèrent à leur sortie une tension V4, soit nulle lorsque l'interrupteur est fermé, soit croissante, comme la charge d'un condensateur, à la réouverture de l'interrupteur, ladite tension V4 étant inférieure à la tension de seuil V2 du transducteur,la tension V3 appliquée à l'entrée du convertisseur décalant l'instant de déclenchement de l'allumage en fonction de la température 61 du moteur et de la position du papillon des gaz. Un des avantages obtenu par l'invention consiste en ce que par des éléments analogiques simples, donc de faible coût, des paramètres autres que la vitesse de rotation et la dépression peuvent influer sur l'instant d'allumage du moteur, sans qu'il soit nécessaire de prévoir des mémoires additionnelles connectées au circuit de déclenchement comprenant la partie calcul et la mémoire de lecture. Un autre avantage est que dans l'éventualitté d'un type de circuit de déclenchement dont la mémoire serait incluse dans le même boitier que la partie calcul et sans possibilité d'extension externe de la mémoire, l'invention permet l'introduction des paramètres supplémentaires, par la seule entrée qui est disponible, c'est à dire le convertisseur analogique/numérique. La description qui va suivre en regard des dessins annexés fera mieux comprendre copient l'invention peut être réalisée. La figure 1 est la représentation schématique du dispositif dal lumage objet de l'invention. La figure 2 est la représentation de la tension V3 appliquée à l'entrée du convertisseur analogique/numérique en fonction de la tension variable V1, représentative de la charge appliquée au moteur, et en fonction également d'un des paramètres de fonc tionnerent, tel que la température ei du moteur. La figure est la représentation en fonction du temps, t, de la tension V3, appliquée à 11 entrée du convertisseur analogique/ numérique, lorsque le papillon des gaz est fermé et immédiate- ment après sa réouverture. Le dispositif d'allumage repré'senté par la figure 1, comprend un circuit 1 de déclenchement de l'instant d'allumage, tel celui décrit aux pages 139, 140 et 141 de la revue Electronics du 6 Octobre 1981 Ce circuit 1 comprend une partie comptage 2 et une mémoire uniquement de lecture 3, mémoire ROM ou PROM, dans laquelle sont stockées des courbes d'avance à l'allumage. Les variations de la dépression, dans la tubulure d'admission des gaz, sont transformées par un transducteur 4 en une tension variable w appliquée à l'entrée d'un convertisseur analogique/numéri- que 5, Analog-to-Digital converter, prévu dams la partie comptage 2JControl chip, du circuit 1. Le convertisseur 5 permet l'accès à trente deux points de charge, du moteur, stockés dans la mémoire 3, lesquels points de charge ssont régulièrement répartis en fonction de la tension variable VI appliquée à l'entrée du convertisseur 5. A chacun de ces trente deux points correspond une courbe d'avance, fonction de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne. Dans l'exemple de réalisation de la présente invention, exemple représenté par la figure 1, le transducteur 4 est un potentiomè tre comprenant une résistance 4a et un curseur 4b constituant l'une des sorties dudit transducteur, lequel curseur 4b se déplace sous l'effet de la membrane élastique 6a d'une capsule 6 qui reçoit , suivant la flèche F, les variations de la dépression dans la tubulure d'admission, lesquelles variations correspondent aux variations de la charge appliquée au moteur. L'entrée 4c du transducteur 4 est connectée, par une liaison non représentée, à la sortie 7b d'une alimentation stabilisée 7 reliée par son entrée 7a à une source d'énergie, non représentée, qui dans cet exemple de réalisation est la batterie de bord d'un véhicule automobile. Cette alimentation stabilisée qui délivre une tension de cinq volts alimente également, par une liaison non représentée, l'entrée la du circuit 1. La partie comptage 2 du circuit 1 reçoit les signaux issus d'un détecteur 8 de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne. La sortie lb du circuit 1 est connectée à l'entrée d'un circuit 9, qui dans cet exemple de réalisation de l'invention, est d'un type décrit notawent dans le brevet français nO de publication 2 416 357, lequel circuit 9 lorsqu'il provoque l'étant de non con diction d'un interrupteur semi-conducteur 10 commandant le passage du courant dans une bobine d'allumage 11 fait jaillir des étincel les, d'énergie constante, aux électrodes des bougies d'allumage du moteur par l'intermédiaire d'un distributeur, non représenté. Conformément à l'invention, et selon un mode préféré de réalisa tion représenté par la figure 1, le dispositif d'allumage comprend un circuit 20, de décalage de l'instant d'allumage, qui délivre à entrée du convertisseur anulogique/numérique 5, une tension vorioble V3" dépendante de paramètres de fonctionnement autres que la vitesse de rotation et les variations de la dépression, lesquels paramètres sont, dans cet exemple de réalisation, la température ei du moteur et la position du papillon des gaz. Ce circuit 20 de décalage comporte des moyens 100 d'atténuation de la tension variable V1 appliquée à l'entrée du convertisseur analogique/numérique 5 prévu dans la partie de comptage 2 du cir cuit 1 de déclenchement de l'instant d'allumage. Ces moyens 100 d'atténuation sont commandés, soit par des premiers 9yens de comparaison 110 en dessous d'une valeur prédéterminée de la température 91, du moteur, soit par des deuxièmes moyens de comparaison 120 lorsque des moyens d'amplifications 130 commandés par un interrupteur 138, disposé sur le papillon 139 des gaz du moteur, générent à leur sortie 134 une tension V4, soit nulle lorsque l'interrupteur 138 est fermé, soit croissante comme la charge d'un condensateur 137 à la réouverture de l'interrupteur 138, ladite tension V4 étant inférieure à la tension de seuil V2 du tronsducteur 4. Selon un mode préféré de réalisotion, les moyens 100 d'atténua tion de la tension variable V1, en une tension V3 appliquée à l'entrée du convertisseur analogique/numérique 5 sont constitués d'une première résistance 101 connectée entre la sortie 4b du transducteur 4 et l'extrémité d'une deuxième résistance 102 dont l'autre extrémité est reliée d'une part à l'entrée du convertis seur 5 et d'autre part à l'extrémité d'vne troisième résistance 103 dont l'autre extrémité 103a est reliée aux sorties 117 et 126 des premiers moyens 110 et des deuxièmes moyens 120 de com peruison. Selon un mode préféré de réalisation, les premiers moyens de com paraison 110 qui commandent les moyens 100 d'atténuation de la tension variable V1, en une tension V3 appliquée à l'entrée du convertisseur analogique/numérique 5, sont constitués d'un amplificateur opérationnel 111, monté en comparateur, dont l'entrée inverseuse 112 est reliée au point commun de résistances 113, 114 alimentées par la sortie 7b de l'alimentation stabilisée 7, de manière à fixer un niveau de tension à ladite entrée 112. L'entrée positive 115 de l'amplificateur 111 est reliée à un transducteur 116 de la température, 81, de fonctionnement du moteur, la sortie 117 de l'amplificateur 111 est connectée à l'extrémité 103a de la résistance îoe des moyens 100 d'atténuation. Selon un mode préféré de réalisation, les deuxièmes moyens de comparaison 120 qui commandent les moyens 100 d'atténuation de la tension variable V1 en une tension V3, appliquée à l'entrée du convertisseur analogique/numérique 5, sont constitués d'un amplificateur opérationnel 121, monté en comparateur, dont l'entrée inverseuse 122 est reliée au point commun de résistances 123,124 qui déterminent la tension de seuil V2 du transducteur 4. L'entrée positive 125-de l'amplificateur 121 est reliée, d'une part, à la sortie 134 des moyens d'amplification 130 et, d'autre part, au point commun des résistances 101,102 des moyens 100 d'atténuation. La sortie 126 de l'amplificateur 121 est connectée à 11 extrémité îoea de la résistance 103 des moyens 100 d'atténuation. Selon un mode préféré de réalisation, les moyens d'amplification 130 qui commandent les moyens 100 d'atténuation de la tension variable V1 en une tension V3, appliquée à l'entrée du convertisseur analogique/numérique 5, sont constitués d'un amplificateur opérationnel 131, monté en amplificateur suiveur, dont l'entrée inverseuse 132 est reliée, par l'intermédiaire d'une résistance 133 à la sortie 134 de l'amplificateur 131. La sortie 134 qui délivre la tension V4 est connectée à l'entrée positive 125 de l'amplificateur opérationnel 121 des deuxièmes moyens de comparaison 120, et l'entrée positive 135 de l'amplificateur 131 est reliée au point commun d'une résistance 136, du condensateur 137 et de l'interrupteur 138 disposé sur le papillon des gaz 139, un condensateur 140 étant connecté entre la masse du dispositif et la sortie 134 de l'amplificateur 131. Le fonctionnement du circuit 20 de décalage de l'instant d'allu~ mage est le suivant .Avec ce circuit 20, la plage de tension variable V1, admise par le convertisseur analogique/numérique 5 est divisée, en trois segments A,B,C figures 2 et 3, qui sont exploités en fonction de perwbtreS autres que la vitesse de rotation et la charge appliquée au moteur, ces autres paramètres étant, dans cet exemple de réalisation, la température du moteur et la position du papillon des gaz. Les segments B et C représentent respectivement sept et vingt valeurs de tension correspondantes à des valeurs de charge, du moteur, pour chacune desquelles il existe une courbe avance à l'allumage stockée dans la mémoire uniquement de lecture 3 du circuit 1 de déclenchement de l'instant d'allumage. Le segment A, figure 3, représente cinq valeurs de tension cor respondantes à des courbes d'avance stockées dans la mémoire 3, lequel segment A est utilisé pendant la fermeture et immédiatement après l'ouverture du papillon des gaz. Lorsque les sorties 117,126, des amplificateurs 111,121,du type à collecteur ouvert,des premiers moyens 110 et des deuxièmes moyens 120 de comparaison sont à l'état haut, c'est à dire non conductrices, les moyens 100 d'atténuation sont inopérants et il en est de même pour les moyens d'amplification 130. De ce fait la tension V3 est identique à la tension Vl, laquelle tension V1, est limitée pour sa valeur maximale par la tension de l'alimentation stabilisée 7, et pour sa valeur minimale par la tension de seuil V2 fixée par le diviseur de tension constitué par les résistances 123, 124. Les valeurs, maximale et minimale, de la tension variable V1 déterminent les limites du segment C, figure 2, le quel segment C correspond aux vingt premières courbes d'avance stockées dans la mémoire 3. Pour des températures eî correspondantes à la phase d'échauffement du moteur, et inférieures à un seuil de température prédé- terminé 85, le transducteur de température 116 applique à l'entréè positive 115 de l'amplificateur opérationnel 111 des premiers moyens de comparaison 100, une tension inférieure à la tension fixée à l'entrée inverseuse 112 par le pont diviseur de tension constitué par les résistances 113 et 114. La tension appliquée à l'entrée inverseuse 112 correspond au seuil de température 85 Lorsque l'entrée positive 115 est à une tension inférieure à la tension appliquée à l'entrée inverseuse 112, la sortie 117 de l'amplificateur 111 est à l'état bas, c'est à dire conductrice. En conséquence les moyens 100 d'atténuation, constitués des résistances 101,102,103, appliquent à l'entrée du convertisseur analogi que/numérique 5, une tension variable V3, fonction de la tension variable V1 et du rapport d'atténuation. Le rapport d'atténuation est choisi de manière que la valeur maximale de la tension V3, valeur maximale qui détermine la limite supérieure du segment B et qui est obtenue lorsque la tension V1 est à sa valeur maximale, soit inférieure à la tension de seuil V2 qui détermine la limite inférieure du segment C. La valeur minimale de V3 qui dépend de la valeur minimale de V1 et du rapport d'atténuation, détermine la limite inférieure du segment B, figure 2. Lorsque le papillon des gaz 139 est fermé, l'interrupteur 138 amène l'entrée positive 135 de l'amplificateur 131 au potentiel de masse du dispositif. La tension V4 à la sortie 134 de l'amplificateur 131 est nulle. En conséquence la tension au point commun des résistances 101,102 est nulle, la tension V3 est également nulle, ce qui détermine la limite inférieure du segment A, figure 3. La tension V4 de valeur nulle appliquée à l'entrée positive 125 de l'amplificateur opérationnel 121, des deuxièmes moyens de comparaison 120, est inférieure à la tension V2 qui est appliquée à l'entrée inverseuse 122 de l'amplificateur 121. En conséquence la sortie 126 est à l'état bas, c'est à dire conductrice, et les moyens d'atténuation sont de ce fait mis en service. Lorsque le conducteur du véhicule automobile provoque l'ouverture du papillon des gaz 139, l'interrupteur 138 s'ouvre, le condensateur 137 se charge alors expomentiellement par l'intermédiaire de la résistance 136 reliée par son extrémité 136a à la sortie 7b de l'alimentation stabilisée 7, par une liaison non représentée. La tension croissante du condensateur 137 est appliquée à lten- trée positive 135 de l'amplificateur 131 qui délivre alors à sa sortie 134 une tension V4 qui croit en fonction du temps t, figure 3. La croissance exponentielle de la tension V3, proportionnelle à V4 en raison des moyens 100 d'atténuation, fait parcourir à lodite tension V3 le segment A jusqu'à la limite supérieure de ce segment limite qui est atteinte lorsque la tension V4 devient égale à la tension de seuil V2 issue du transducteur 4. A ce moment, l'entrée positive 125 de l'amplificateur 121 revient h un niveau de tension supérieur au niveau de tension de l'entrée inverseuse 122, la sortie 126 passe à l'état haut, c'est à dire non conductrice, et les moyens 100 d'atténuation sont mis hors service. En conséquence la tension V3 devient identique à la tension V4, laquelle tension V4 continue de croitre jusqu'à une valeur égale la tension n, déterminée par la charge appliquée au moteur. La partie inférieure du segment C est alors parcourue jusqu'à ce que le fonctionnement du circuit 1 soit uniquement fonction de la charge du moteur. Lorsque pour des températures 61 correspondantes à la phase d'échauffement du moteur, les moyens de comparaison 110 sont en service ainsi que les moyens 100 d'atténuation, la tension V3, fonction de la tension variable V4 et du rapport d'atténuation, continue de croitre tant que la valeur de la tension V4 n'a pas atteint la valeur de la tension V1 déterminée par la charge du moteur. De ce fait, la partie inférieure du segment B est parcourue jusqu'à ce que le fonctionnement du circuit 1 soit uniquement fonction de la charge appliquée au moteur et de sa température. Le condensateur 140, connecté à la sortie 134 de l'amplificateur 131, du type à collecteur ouvert, évite l'entrée en oscillation dudit amplificateur. De façon connue, les amplificateurs opérationnels 111, 121 et 131 sont alimentés respectivement à leurs entrées 111a,121a et 131a par des liaisons, non représentées, connectées à l'entrée 7b de l'alimentation stabilisée 7. En résumé le dispositif d'allumage objet de l'invention permet l'introduction de paramètres de fonctionnement autres que la vitesse de rotation et les variations de la dépression dépendontes de la charge appliquée au moteur, par l'emploi d'un circuit, de décalage de l'instant d'allumage, utilisant des éléments analogiques simples, donc de faible coût, sans qv'il soit nécessaire de prévoir des mémoires additionnelles connectées au circuit de déclenchement comprenant la partie calcul et la mémoire de lecture. Selon le mode préféré de réalisation, les composants du circuit 20 sont les suivants. Repéres : 4a : Résistance : 2 101 : n 1 K# 102 : " 99 K # 103 : " 150 K # 113 : n 2,2 K# 114 : n K# 123 : " 150# 124: " 100# 133 : 1 M# 136 : " 2,2 M# 137 : Condensateur : 100 nanofarads 140 : " : 1 microfarad 111 @ 121 L MC 3302 - Société Motorola 131 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'allumage pour moteurs à combustion interne, comprenant un circuit (1) de déclenchement de l'instant d'allumage, circuit (1)- comportant une partie de comptage (2) et une mémoire uniquement de lecture (3) dans laquelle sont stockées des courbes d'avance à l'allumage, les variations de la dépression, dans la tubulure d'admission des gaz, étant transformées par un transducteur (4) en une tension variable V1 appliquée à l'entrée d'un convertisseur analogique/numérique (5) prévu dans la partie comptage (2) pour déclencher l'instant d'allumage du moteur en fonction de sa vitesse de rotation et des variations de la dépression, dispositif caractérisé en ce qu'il comprend un circuit (20) de décalage, de l'instant d'allumage, qui délivre a l'entrée du convertisseur (5) une tension V3 dépendante d'autres paramètres de fonctionnement du moteur, lequel circuit (20) comporte des moyens (100) d'atténuation de la tension V1 appliquée à l'entrée du convertisseur (5), moyens (100) d'atténuation dont le fonctionnement est cominondé soit par des premiers moyens de comparaison (110) en dessous d'une valeur prédéterminée eî de la température du moteur, soit par des deuxièmes moyens de comparaison (120) lorsque des moyens d'amplification (130) commandés par un interrupteur (138), disposé sur le papillon (139) des gaz du moteur, génèrent à leur sortie (134) une tension V4, soit nulle lorsque l'interrupteur (138) est fermé, soit croissante comme la charge d'un condensateur (137) à la réouverture de l'interrupteur (138), ladite tension V4 étant inférieure à la tension de seuil V2 du transducteur (4) la tension V3 appliquée à l'entrée du convertisseur (5) décalant l'instant de déclenchement de l'allumage en fonction de la tempé rature et du moteur et de la position du papillon (139). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (ioo)- d'atténuation de la tension variable V1 appliquée à l'entrée du convertisseur analogique/numérique (5) sont constitués d'unepremière résistance (101) connecté entre la sortie (4b) du transducteur (4) et l'extrémité d'une deuxième résistance (102) dont l'autre extrémité est reliée, d'une part, à l'entrée du convertisseur (5) pour délivrer la tension V3 et, d'autre part, à l'extrémité d'une troisième résistance (103) dont l'outre extrémité (103a) est reliée aux sorties (117,126) des premiers moyens (110) et des deuxièmes moyens (120) de comparaison. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens de comparaison (110) qui commandent les moyens (100) d'atténuation de la tension variable V1, en une tension V3 appliquée à l'entrée du convertisseur (5) sont constitués d'un amplificateur opérationnel (111) monté en comparateur, dont l'entrée inverseuse (112) est reliée au point commun de résistances (-113,114), l'entrée positive (115) dudit amplificateur (111) étant reliée à un transducteur (116) de température, la sortie (117) étant connectée à l'extrémitée (10boa) de la résistance (îoe) des moyens (100) d1atténuation. 4e Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deuxièmes moyens de comparaison (120) qui commandent les moyens (100) d'atténuation de la tension variable V1, en une tension V3, appliquée à l'entrée du convertisseur (5) sont constitués d'un amplificateur opérationnel (121), monté en comparateur, dont l'entrée inverseuse (122) est reliée au point commun de résistances (123,124) qui déterminent la tension de seuil V2 du transducteur (4), l'entrée positive (125) dudit amplificateur (121) étant reliée d'une part, à la sortie (134) des moyens d'amplification (130) et, d'autre part, au point commun des résistances (101,102) des moyens (100) d'atténuation, la sortie (126) de l'amplificateur (121) étant connectée à l'extrémité (103a) de la résistance (ioe) des moyens (100) d'atténuation. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'amplification (130) qui commandent les moyens (100) d'at ténuation de la tension variable Vt, en une tension V3, appliquée à l'entrée du convertisseur (5), sont constitués~d'un amplificateur opérationnel (131), monté en amplificateur suiveur, dont l'entrée inverseuse (132) est reliée, par l'intermédiaire d'une résistance (133) à la sortie (134) dudit amplificateur (131), laquelle sortie (134), qui délivre la tension V4, est connectée à l'entrée positive (125) de l'amplificateur opérationnel (121) des deuxièmes moyens de comparaison (120), l'entrée positive (135) de l'amplificateur (131) étant reliée au point commun d'une résistance (136), du condensateur (137) et de l'interrupteur (138) disposé sur le papillon des gaz (139), un condensateur (140) étant connecté entre la masse du dispositif et la sortie (134) de l'àmplificateur (131).