Brevet FR2514426A1 — publié le 19830415

DISPOSITIF ELECTRONIQUE D'ALLUMAGE POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE. La présente invention concerne un dispositif électronique d'allumage pour moteurs à combustion interne. Dans des moteurs à essence, le mélange est enflamme a l'aide d'une étincelle d'allumage d'une énergie et d'une synchronisation correspondantes. L'étincelle d'allumage peut être produite de différentes manières mais, du point de vue énergétique, on peut classer les dispositifs utilisés dans ce but en deux grands groupes. Une partie des dispositifs d'allumage est actionnée par une source de courant extérieure et on doit faire rentrer dans ce groupe l'allumage par accumulateur consideré comme traditionnel, ledit groupe comprenant également une partie des allumages transistorises et thyristorises. L'actionnement de ces dispositifs d'allumage nécessite une source de courant extérieure constante, l'accumulateur, qui est indépendant de la condition de marche du moteur. L'autre groupe des dispositifs d'allumage ne nécessite aucune source de courant extérieure. Dans ce groupe rentrent ce qu'on appelle les allumages magnétiques ainsi que les allumages transistorisés ou thyristorisés correspondants. Ces allumages sont utilisés sans source de courant extérieure, la plupart du temps dans des motocyclettes ou dans des moteurs ou l'utilisation d'un système à accumulateur n'est pas nécessaire. Dans le cas de l'allumage magnétique basé sur ce dernier système l'énergie nécessaire à la génération d'étincelles est fournie par l'aimant permanent, fixé sur le volant du moteur, sous la forme d'un courant induit dans un enroulement, tandis que le point d'allumage est commande par le rupteur - qui est déplacé par la came disposee sur l'arbre principal. Les inconvénients du système d'allumage magnétique commandé par le rupteur sont les suivants: la tension d'allumage dépend, dans une large mesure, de la vitesse de rotation, le rupteur mécanique doit etre fréquemment réglé ou remplacé, la commande du point d'allumage ne peut etre assurée qu'avec un mecanisme extrêmement compliqué. Pour remédier aux inconvénients précites, il existe de nombreuses solutions connues. En outre, on a utilise dans beaucoup de cas des allumages transistorisés mais, cependant, récemment - par suite de la faible consommation d'énergie on a préféré, dans le groupe des dispositifs d'allumage fonctionnant sans source de courant extérieur, les dispositifs d'allumage thyristorisès, qu'on appelle également des systèmes d'allumage à décharge capacitive. La caractéristique commune des systèmes thyristorisés connus consiste en ce que la charge du condensateur d'accumulation d'énergie est assurée par une bobine d'induction; les aimants disposés sur le volant se déplacent devant la bobine d'induction et induisent une tension. D'autres caractéristiques communes consistent en ce que l'impulsion necessaire pour la commande du thyristor assurant la décharge est produite par une bobine placée sur un noyau en fer séparé. Dans cette bobine, les champs magnétiques accessoires - qui sont produits par la combinaison speciale d'un ou plusieurs aimants sépares disposés sur le volant et des armatures - induisent la tension nécessaire. Par utilisation de ces dispositifs d'allumage thyristorisés ne faisant pas intervenir une source de courant séparée, on peut évidemment remédier aux defi- ciences des dispositifs classiques; cependant, ils présentent une structure relativement compliquée et ils font intervenir plusieurs bobines et circuits magnétiques indépendants les uns des autres. L'invention a pour but de fournir un dispositif d'allumage qui possède, en plus des avantages des solutions connues, d'autres avantages et qui puisse être simultanement,-par suite de sa structure simple, etre installé facilement aussi bien initialement qu'ultérieurement. Pour résoudre le problème posé, il est proposé un circuit d'allumage qui comporte une seule bobine de génération de signaux et une paire de pôles magnétiques. Le circuit d'allumage correspond par luimême à une solution connue mais il est cependant complété par des éléments qui permettent, d'une part, de remplir en toute sécurité la fonction d'une seule bobine et, d'autre part, de régler le point d'allumage. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaftront a la lecture de la description suivante et de la figure jointe, données à titre illustratif mais non limitatif. La Figure unique représente schématiquement le circuit d'allumage conforme à l'invention. L'aimant permanent 1, qui est disposé sur la surface intérieure ou sur la surface extérieure du volant du moteur1 tourne devant la bobine 2 associée au noyau en fer. La borne 3 de la bobine 2 associée au noyau en fer est reliée, par l'intermédiaire de la diode 11, å l'anode du thyristor 12. La borne 4 de la bobine 2 est mise à la masse1 tandis que la borne 5 est reliée, d'une part, par l'intermédiaire du boutonpoussoir 6 au carter 19 et, d'autre part, à l'anode de la diode 7. La cathode de la diode 7 est reliée à la cathode de la diode Zener 8, tandis que l'anode de la diode Zener 8 est reliée, par l'intermédiaire d'une résistance 9, a l'électrode de commande du thyristor 12. D'autre part, l'électrode de commande du thyristor 12 est mise à la masse par l'intermédiaire de la résistance 10, tandis que la cathode est mise a la masse directement. L'armature du condensateur d'accumulation 13 est reliée à la cathode du thyristor 12 et à la cathode de la diode 11, tandis que l'autre armature est reliée à l'anode de la diode 14 ainsi qu'à l'une des bornes de l'enroulement primaire 16 du transformateur d'allumage branché en parallèle à la diode. L'autre borne de l'enroulement primaire 16 est mise à la masse avec la cathode de la diode 14. L'une des bornes de l'enroulement secondaire 17 du transformateur d'allumage 15 est reliée au carter 19, tandis que l'autre borne est reliée à la bougie d'allumage 18. Le mode de fonctionnement du dispositif d'allumage conforme à l'invention est le suivant: Sous l'action du mouvement de l'aimant permanent 1 devant la bobine 2 associée au noyau en fer, une tension est induite dans la bobine 2. Le sens de bobinage de la bobine 2 est choisi de maniere que, lorsque l'aimant se rapproche de la borne 3 de la bobine, il se produise la demi-onde positive de la tension alternative induite. La demi-onde positive charge le condensateur 13 par l'intermé- diaire de la diode 11, ainsi que par l'intermédiaire de l'enroulement primaire 16 du transformateur d'allumage 15, jusqu'à la tension de crête correspondante. Il apparaît à la borne 5 de la bobine 2 une tension dont la phase est opposée a celle de la tension apparaissant a la borne 3 et qui assure, pendant la demi-période de charge, la séparation de la diode 7 par rapport à l'électrode de commande du thyristor 12. Lorsqu'ensuite l'aimant 1 s'éloigne de la bobine 2, la direction de la tension induite dans la bobine 2 change, de sorte que la diode 11 devient conductrice. il apparat maintenant a la borne 5 de la bobine 2 une tension positive qui amorce le thyristor 12 lorsque la tension appiî- quée à la borne 5 dépasse la tension de seuil, qui est déterminée par la tension d'ouverture du diviseur de tension se composant de la diode 7, de la diode Zener 8, et des résistances 9, 10, et,du thyristor 12. Sous l'action de cette tension de seuil, la position relative du point d'allumage par rapport au point de passage au zero de la tension engendrée dans la bobine est déterminée par la grandeur de la tension apparaissant a la borne 5, qui varie en fonction de la vitesse de rotation du moteur, de telle sorte que, lorsque la vitesse de rotation augmente, la valeur de la tension induite augmente également. Comme effet commun, on obtient que le point d'allumage soit décalé dans la direction d'avance à l'allumage lorsque la vitesse de rotation du moteur augmente. La régulation de l'avance a l'allumage ainsi obtenue peut être réglée sur la valeur désirée par un choix correspondant du nombre de spires de la bobine 2 entre les bornes 4 et 5, ainsi que par le choix correct de la diode Zener 8 et des résistances 9 et 10. Un autre rôle important du choix correct des éléments consiste en ce qu'ils permettent d'éliminer l'influence des signaux parasites se produisant à des vitesses élevées de rotation, ce qui empêche les allumages de se produire éventuellement a des instants indésirables. Lorsque le thyristor 12 est amorcé, le transformateur d'allumage 15 décharge, par l'intermédiaire de son enroulement primaire 16, le condensateur 13 sur le carter 19. Sous l'effet de l'impulsion de courant se produisant brusquement dans l'enroulement primaire, une haute tension est engendrée dans l'enroulement secondaire 17, cette haute tension étant déterminée par le rapport de transformation du transformateur 15 et provoquant une décharge dans la bougie d'allumage 18. Les variations de tension se produisant après la décharge du condensateur 13 sont utilisées dans la diode 14 du fait que la diode est ouverte sous l'action de la tension orientée dans le sens opposé et maintient le courant de l'enroulement primaire 16. De cette manière, la durée de l'étincelle d'allumage est allongée et le courant de l'arc de décharge conserve la même polarité. En appuyant sur le contacteur 6 prévu entre la borne 5 de la bobine 2 et le carter 19, on peut empêcher qu'une tension parvienne à l'entrée de commande du thyristor 12, ce qui permet d'arrêter le moteur. REVENDICATION -ss.- Circuit d'allumage de moteurs a combustion interne sans l'intervention d'une source de courant extérieure quelconque, caractérisé en ce que l'une des bornes (3) d'une bobine unique (2), associée à un noyau en fer et disposée devant l'aimant permanent (1) entrainé en rotation par le moteur, est reliée a l'anode d'une diode (11), tandis que la cathode de la diode (11) est reliée, d'une part, a l'armature d'uncondensateurd'accumulation (13) et, d'autre part, a l'anode d'un thyristor (12) produisant la décharge, en ce qu une autre borne (4)de la bobine est reliée au carter (19) et en ce qu'une autre borne (5) de la bobine est reliée, d'une part,à un bouton-poussoir d'arrêt (6) et, d'autre part, a l'anode de la diode (7) dont la cathode est reliée a la cathode de la diode Zener (8), tandis que l'anode de cette diode Zener (8) est reliée a l'une des bornes d'une résistance (9) dont l'autre borne est reliée, d'une part, à l'électrode de commande du thyristor (12) et, d'autre part, a l'une des bornes d'une autre résistance (10) dont l'autre borne est elle-même reliée au carter conducteur (19) en même temps que la cathode du thyristor (12).