Brevet FR2524566A1 — publié le 19831007

-24566 La présente invention concerne un dispositif de réglage de l'allumage pour un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres. Jusqu'à maintenant, un dispositif d'avance à dépression ou centrifuge enfermé dans le distributeur à son tour relié mécaniquement au moteur a été utilisé pour le réglage de l'allumage pour ce type de moteur Cependant, afin de satisfaire la demande croissante de réduction de la consommation de carburant et des régulations contre l'émission des gaz d'échappement, un tel réglage mécanique est insuffisant du point de vue précision et des change- ments temporaires des composants, et un réglage électronique doit être indispensable. Par un tel réglage électronique il est usuel de calculer le temps d'allumage optimum avec le signal de sortie d'un détecteur de position de référence dans le distributeur en tant qu'une entrée et le signal de sortie d'un détecteur détectant les conditions de fonctionnement du moteur, telles qu'une pression négative dans la conduite ou tube d'aspiration, en tant qu'autre entrée et d'inter- rompre le courant primaire de la bobine d'allumage selon le temps calculé pour régler le temps ou période d'allumage. Dans ce cas, la haute tension induite au côté secondaire de la bobine d'allumage est distribuée à chaque cylindre du moteur par le système de distribution de la haute tension du distributeur de façon similaire au système traditionnel Ainsi, le distributeur est encore exigé pour la distribution haute tension bien que le dispositif d'avance mécanique ne soit plus exigé. Afin d'éviter un tel problème, il a été proposé de régler l'allumage par un système de distribution basse tension qui remplace le système haute tension employant le distributeur. La présente invention a pour objet un dispositif de réglage de l'allumage du système de distribution basse tension qui permet un réglage d'une stabilité élevée et de grande précision malgré sa forme et structure simples. Selon la présente invention on prévoit un moyen de détection de l'angle d'allumage dont la sortie est inversée à un angle avancé de l'angle d'avance maximum d'allumage de chaque cylindre et réinversée à l'angle d'allumage de démarrage, et au moins un détecteur de cylindre opérativement associé à chaque cylindre et produisant une sortie à chaque allumage, ladite sortie étant inversée à un angle avancé du signal de sortie du détecteur d'angle et ré- inversée à un angle retardé de l'angle d'allumage de démarrage, le réglage de l'allumage étant effectué en fonction du décalage du temps d'inversion de sortie du moyen détecteur d'angle. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant deux modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique montrant l'agencement général du premier mode de réalisation selon la présente invention; la figure 2 est un diagramme montrant les ondes de signaux apparaissant aux diverses parties du dispositif de la figure 1; la figure 3 est une vue schématique montrant l'agencement général du second mode de réalisation selon la présente invention; la figure 4 est un diagramme montrant les ondes de signaux apparaissant aux diverses parties du dispositif de la figure 3. En se référant à la figure 1 illustrant le premier mode de réalisation de l'invention, le chiffre 1 désigne un disque rotatif ffiesuimatr Imamiiale 4 ou vilebrequin d'un moteur quatre temps à quatre cylindres (non représenté) Comme montré, le disque 1 a des fentes 110, 120 et 200. Un détecteur d'angle 2 est monté pour détecter la lumière passant à travers les fentes 110, 120 et produisant une impulsion à la sortie correspondant à l'étendue angulaire des fentes 110, 120 en relation de temps avec la rotation du disque rotatif 1. Un détecteur de cylindre 3 est également monté sur une ligne tirée en aplomb du détecteur d'angle 2 à l'arbre-manivelle 4 Le détecteur de cylindre 3 est destiné à détecter la lumière passant à travers la fente 200 prévue au disque 1 de façon similaire au détecteur d'angle 2. Le chiffre 5 désigne un détecteur à dépression pour mesurer la pression négative régnant dans la conduite ou tube d'aspiration du moteur (non représenté) Les signaux de sortie du détecteur 5 de pression négative, du détecteur d'angle 2 et du détecteur de cylindre 3 sont introduits dans un circuit de réglage de l'allumage 6. Le circuit 6 est destiné à appliquer et interrompre le courant à untemps approprié aixbobinages d'allumage 7, 8. Le bobinage d'allumage 7 a un enroulement primaire et un enroulement secondaire 80, tandis que l'enroule- ment d'allumage 8 a un enroulement primaire 71 et un enroulement secondaire 81 Les extrémités 700, 800 des enroulements primaires 70, 80 sont reliées à la borne non mise à la masse d'une source électrique 10, tandis que leurs autres extrémités 701, 801 sont reliées aux bornes de sortie du circuit de réglage 6. Les bornes de sortie 710, 711 de l'enroulement secondaire 71 de la bobine d'allumage 7 sont mises à la masse par l'intermédiaire de plots d'allumage 90, 91 tandis que les bornes de sortie 810, 811 de l'enroulement secondaire 81 de la bobine d'allumage 8 sont mises à la masse de façon similaire par l'intermédiaire des plots d'allumage 92, 93 En figure 1, les nombres 200-T et 200-L désignent respectivement les bords arrière et avant de la fente 200. Le dispositif de réglage de l'allumage de la présente invention fonctionne comme suit En figure 1, on suppose que la séquence d'allumage en fonction des plots est 90-92-91-93 Lorsque le disque 1 est entraîné en rotation dans la direction indiquée par la flèche en figure 1, les formes d'onde des signaux électriques obtenus du détecteur d'angle 2 et du détecteur de cylindre 3 sont telles que montrées en figures 2 a et 2 b. Lorsque le bord arrière 110-R de la fente 110 dans le disque 1 et le bord arrière 120-R de la fente 120 dans le disque 1 sont réglés au point d'allumage au départ de chaque cylindre tel que le point mort haut, les points P 90, P 91, P 92, P 93 en figure 2 correspondent aux points morts hauts des cylindres associés aux plots d'allumage , 91, 92, 93. Ainsi, lorsque le courant primaire de la bobine d'allumage 7 est interrompu au point P 90, une tension élevée est induite dans l'enroulement secondaire de sorte que l'allumage se produit dans le cylindre associé par le fonctionnement du plot d'allumage 90 Une tension élevée e est également induite à cet instant dans le plot d'allumage 91 Cependant, le cylindre associé au plot d'allumage 91 est dans sa course d'échappement de sorte que la pression dans le cylindre est faible et la décharge apparaît à une tension basse De ce fait, une majorité de la tension électrique induite dans l'enroulement secondaire de la, bobine d'allumage 7 est appliquée au plot d'allumage 90 et l'énergie nécessaire pour l'allumage est appliquée au plot 90 En figure 2, le renversement du procédé susmentionné apparaîtra au point P 91. Ainsi, le point P 91 correspond au point mort haut du cylindre associé avec le plot d'allumage 91 et la majorité de la tension élevée induite dans l'enroulement secondaire 71 de la bobine d'allumage 70 est appliquéeau plot d'allumage 91. La même chose se produit aixpoints P 92, P 93, en figure 2 Ainsi, lorsque le détecteur de cylindre 3 est à un niveau de sortie élevé, le courant primaire de la bobine d'allumage 7 est interrompu par le bord arrière ou front de descente du signal de sortie du détecteur d'angle 2. Lorsque le détecteur de cylindre 3 est à un niveau de sortie bas ou faible, le courant primaire de la bobine d'allumage 8 est interrompu par le bord arrière ou front de descente du signal de sortie du détecteur d'angle 2. De cette façon, une tension élevée est appliquée dans la séquence correcte aux plots d'allumage 90 à 93. Dans les moteurs actuels, le temps d'allumage n'est pas fixé au point d'allumage de départ comme mentionné ci-dessus mais l'allumage a besoin d'être contrôlé pour prendre place à un temps ou période approprié dépendant des conditions de fonctionnement du moteur telles que la charge et le nombre de tours du moteur Dans le mode de réalisation montré en figure 1, le circuit de réglage d'allumage 6 est utilisé dans ce but. Ainsi, le circuit 6 fonctionne pour régler le courant appliqué aux bobines d'allumage 7, 8 basé sur les points d'allumage convenables calculés des signaux d'entrée y appliqués, principalement les signaux du nombre de tours du moteur obtenus à travers la mesure des périodes des signaux d'allumage du détecteur d'angle 2, et les signaux du détecteur (le détecteur à dépression 5 en figure 1) qui détectent l'état de fonctionnement du moteur. Ainsi, les signaux d'allumage sont produits aux points Q 90, Q 92, Q 91, Q 93 qui sont temporairement en avant des bords arrière ou front de descente P 90, P 92, P 91, P 93 des formes d'onde des signaux du détecteur d'angle 2 montrés en figure 2 a d'un angle GA montré aux figures 2 c et 2 d de sorte que le courant primaire du bobinage primaire 7 est interrompu quand le détecteur de cylindre 3 est à un niveau de sortie élevé, et le courant primaire de la bobine primaire 8 est interrompu quand la sortie du détecteur de cylindre est à un niveau bas. En se référant à la figure 2, l'angle GA est calculé par le circuit de réglage 6 et connu comme angle d'avance En général, il est nécessaire de régler le temps d'allumage afin d'être temporairement en avance du point d'allumage de départ ou de démarrage Puisqu'il est impossible de régler le point Q 91, par exemple, en se référant à un point retardé par rapport au point Q 91,tlqele point P 91, le point Q 91 est réglé de façon usuelle en fonction du temps de retard ou angle de retard par rapport à un point de façon temporaire en avance du point Q 91, tel que le point P 90 ou P 92. Dans ce cas, le point Q 91 est espacé du point P 90 de 3600 au maximum et du point P 92 de 1800 en fonction de l'angle de l'arbre-manivelle De ce fait, le point Q 91 est extrêmement difficile à régler de façon précise Cette situation peut être aggravée chaque fois que le fonction- nement du moteur n'est pas doux ou régulier et l'allumage peut apparaître à un angle anormal dans l'éventualité de fluctuations soudaines dans le nombre de tours résultant au calage du moteur ou à sa destruction dans le cas extrême. Il est également un objet de la présente invention d'éviter ce défaut En se référant à la figure 1, les bords arrière 110-R, 120-R des fentes 110, 120 dans le disque 1 sont réglés pour correspondre au point d'allumage de départ comme mentionné ci-dessus Cependant, les bords avant 110-A, 120-A des fentes 110, 120 sont réglés pour correspondre avec un point avancé d'une quantité prédéterminée de l'angle d'avance maximum comme exigé pour le moteur Ceci permet d'éviter le défaut stm entionné. En figure 2 a, GM représente un angle qui est plus grand d 'une quantité prédéterminée de l'angle d'avance maximum Ainsi, dans le circuit de réglage d'allumage 6, les points d'allumage Q 90, Q 91, Q 92, Q 93 peuvent être réglés en fonction du retard des points R 90, R 92, R 91, R 93, respectivement De cette façon, la précision de réglage peut être améliorée de façon rigoureuse et importante car les points de période d'allumage doivent être réglés à cet instant dans une gamme étroite. De plus, l'angle d'avance en excès d'une certaine valeur de seuil ne se produit pas même dans le cas de fluctuations soudaines dans le nombre de tours du moteur car les points d'allumage Q 90, Q 92, Q 91, Q 93 ne peuvent pas avancer au-delà des points R 90, R 92, R 91, R 93 respec- tivement Ceci contribue au fonctionnement en toute sécurité du moteur. De plus, la période ou temps d'allumage peut être calculéeuniquement par le détecteur d'angle 2 et la dis- tribution est jugée par le circuit de réglage de l'allumage basé sur le signal du détecteur de cylindre 3 Ainsi toute différence dans la période d'allumage d'un cylindre à l'autre peut être contrebalancée ou contrecarraeen améliorant la précision du détecteur d'angle 2. De plus, la précision dans le signal de sortie du détecteur de cylindre 3 n'est pas essentielle car le signal n'est pas exigé dans le calcul du temps d'allumage En bref, le détecteur d'angle 2 et le détecteur de cylindre 3 permettent une plus large liberté de construction dans la forme de la distribution basse tension. La figure 3 montre un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel les chiffres et nombres 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 70, 71, 80, 81, 90, 91, 92, 93, 110, -A, 110-R, 120, 120-A, 120-R, 200, 200-L et 200-T représentent les mêmes parties que celles montrées en figure 1 Le nombre 30 désigne un circuit de distribution au moyen duquel le signal de sortie du détecteur d'angle 2 est divisé en deux signaux par l'utilisation de portes logiques 301, 302 et basé sur le signal de sortie du détecteur de cylindre 3 Le nombre 40 désigne un sélecteur de commutation au moyen duquel le signal de sortie du circuit de distribution 30 ou le signal de sortie calculé dans le circuit de réglage 6 et appliqué à partir de celui-ci et représentatif de l'intervalle de temps o les bobines d'allumage 7, 8 restent excitées, est choisi pour exciter ou attaquer les bobines d'allumage 7, 8 Ce sélecteur de commutation 40 est constitué d'interrupteurs- permutateurs 401, 402, d'un circuit détecteur 404 pour détecter des conditions anormales pour commander ou contrôler les commutateurspermutateurs 401, 402 et d'un circuit d'attaque de bobine d'allumage 403. Le fonctionnement de ce second mode de réalisation va être maintenant décrit principalement en référence au circuit de distribution 30 et au sélecteur de commutation 40 qui ne sont pas utilisés dans le mode de réalisation montré en figure 1. Afin de régler le temps ou la période d'allumage du moteur à une valeur optimum dans des conditions de fonctionnement diverses, un microcalculateur est utilisé pour calculer le temps d'al J urage pour commander les bobines d'allumage Le résultat est la structure complexe du circuit de réglage 6 et l'augmentation en nombre de temps ou de périodes d'apparition de perturbations Au cas o une perturbation apparaîtrait dans le circuit de réglage 6, il n'est plus possible de calculer le temps ou la période d'allumage de façon précise Le résultat est le raté d'allumage ou l'allumage à des angles inhabituels qui peuvent provoquer un calage du moteur ou sa destruction dans le cas extrême. Le sélecteur de commutation 40 est utilisé dans ce mode de réalisation afin d'éviter cet inconvénient. En cas d'une perturbation dans le circuit de réglage 6, elle est détectée par le détecteur 404 dans le sélecteur de commutation, et le rôle jusqu'ici joué par le circuit de réglage 6 dans le réglage de l'excitation ou l'attaque des bobines 7, 8 est transféré de façon prompte au circuit de distribution 30 En d'autres termes, les commutateurs- permutateurs 401, 402 sont décalés du côté du circuit de réglage 6 au côté du circuit de distribu- tion 30. Puisqu'à cet instant les bobines d'allumage 7, 8 sont contrôlées par les signaux de sortie des portes logiques 301, 302 du distributeur 30 montrées en figure 4 e et 4 f, les figures 4 a à 4 d sont identiques aux figures 2 a à 2 d et de ce fait leur description est omise pour la simplification La bobine 7 commence à conduire du courant au point R 90 ou R 91 et est allumée aixpoint SP 90,P 91. Simultanément, la bobine d'allumage 8 commence à conduire du courant au point R 92, R 93 et est allumée au point P 92, P 93 Le temps o la période d'allumage est choisi dans ce cas pour correspondre sensiblement au front de descente de la sortie du détecteur d'angle qui n'est pas nécessairement le point d'allumage optimum du moteur Cependant, ceci est efficace pour empêcher l'apparition du calage du moteur ou la destruction ci-dessus expliquée De plus, le circuit de distribution 30 et le sélecteur de commuta- tion 40 sont construits à l'aide de circuits extrêmement simples tels que des portes logiques et sont libres de toute perturbation tout en étant excellents du point de vue fiabilité. Dans le mode de réalisation de la figure 3, la commutation du sélecteur 40 est choisie pour apparaître en réponse à l'état anormal détecté du circuit de réglage. Cependant, la commutation peut être basée sur d'autres signaux ou données Par exemple, lorsque le fonctionnement normal du circuit de réglage n'est pas attendu à cause d'un potentiel de la batterie abaissé, le sélecteur de commutation 40 peut être activé à un potentiel plus bas qu'un potentiel prédéterminé pour déplacer la commande d'excitation des bobines d'allumage 7, 8 au circuit de distribution et pour déplacer de nouveau la commande au circuit de réglage lors du retour du potentiel de la batterie Une opération similaire peut être choisie ou déterminée pour prendre place durant la mise en marche du moteur de sorte que celui-ci peut être démarré positi- vement dans un climat froid par l'opération de démarrage. Dans le mode de réalisation qui précède, un détecteur à dépression est utilisé pour détecter les états de fonctionnement du moteur Cependant, il rentre également dans le cadre de l'invention d'utiliser d'autres paramètres à introduire dans le circuit de réglage pour contrôler le temps ou la période d'allumage, tels que des signaux appliqués à partie d'un détecteur de la température de l'eau de refroidissement, un détecteur de la pression atmosphérique ou un détecteur de la température de l'air. De plus, la présente invention n'est pas limitée à des moteurs à quatre cylindres mais peut s'appliquer à des moteurs à six ou huit cylindres pourvu que le nombre des détecteurs de cylindre et celui des bobines d'allumage soient augmentés de façon correspondante. Ainsi, deux détecteurs de cylindre et trois bobines d'allumage peuvent être utilisés pour un moteur à six cylindres tandis que trois détecteurs de cylindre et quatre bobines d'allumage peuvent être utilisés pour un moteur à huit cylindres pour réaliser une situation similaire à celle décrite ci-dessus pour un moteur à quatre cylindres. il R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Dispositif de réglage de l'allumage d'un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen détecteur d'angle ( 2),dont la sortie est inversée à un angle avancé à partir de l'angle d'avance maximum à l'allumage de chaque cylindre du moteur et réinversée à l'angle d'allumage de démarrage; au moins un détecteur de cylindre ( 3) opérativement associé à chaque cylindre du moteur et produisant une sortie à chaque allumage, ladite sortie étant inversée à un angle avancé de l'angle de sortie du détecteur d'angle et réinversée à un angle retardé de l'angle d'allumage de démarrage; au moins un détecteur agencé pour détecter l'état de fonctionnement du moteur; et un circuit de réglage de l'allumage ( 6) fonctionnant pour recevoir les sorties des moyens détecteurs d'angle ( 2) et du détecteur de cylindre ( 3) pour appliquer et interrompre le courant aux bobines d'allumage ( 7, 8) à une période convenable. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la période d'allumage est réglée en fonction du retard d'un angle avancé de l'angle d'avance à l'allumage maximum de chaque cylindre auquel l'inversion de sortie est détectée par le détecteur d'angle ( 2). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un disque rotatif ( 1) entraîné en rotation avec l'arbre-manivelle du moteur est formé de fentes ( 110, 120) pour appliquer des signaux au détecteur d'angle ( 2) et au détecteur de cylindre ( 3). 4. Dispositif de réglage de l'allumage d'un moteur à combustion interne à plusieurs cylindres, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur d'angle ( 2) dont la sortie est inversée à un angle avancé de l'angle d'avance à l'allumage maximum de chaque cylindre du moteur et réinversée à l'angle d'allumage de démarrage; au moins un détecteur de cylindre ( 3) opérativement associé à chaque cylindre du moteur et produisant une sortie à chaque allumage, ladite sortie étant inversée à un angleavancé de l'angle de sortie du détecteur d'angle et réinversée à un angle retardé de l'angle d'allumage de démarrage; un circuit de réglage de l'allumage ( 6) appliqué aux sorties du détecteur d'angle et du détecteur de cylindre, un circuit de distribution ( 30) pour distribuer la sortie du détecteur d'angle selon la sortie du détecteur de cylindre, et un sélecteur de commutation ( 40) pour commander sélectivement l'excitation des bobines d'allumage ( 7, 8) associées à chaque cylindre selon la sortie du circuit de réglage ou la sortie du circuit de distribution. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le sélecteur de commutation précité fonctionne pour commuter la commande d'excitation des bobines d'allumage précitées du côté du circuit de réglage au côté du circuit de distribution. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le sélecteur de commutation précité fonctionne pour commuter la commande d'excitation des bobines d'allumage précitées au côté du circuit de dis- tribution précité au cas o la tension d'alimentation est plus faible qu'une valeur prédéterminée. 7. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le sélecteur de commutation précité fonctionne pour commuter la commande d'excitation des bobines d'allumage au côté du circuit de distribution pendant le démarrage du moteur. 8. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que quand la commande d'excitation des bobines d'allumage est effectuée par la sortie du circuit de réglage précité, la période d'allumage est contrôlée en fonction du retard d'un angle avancé de l'angle d'avance d'allumage maximum de chaque cylindre auquel l'inversion de sortie est détectée par le détecteur d'angle précité. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un disque rotatif ( 1) entraîné en rotation avec l'arbre-manivelle du moteur est formé de fentes ( 110, 120) pour appliquer des signaux au détecteur d'angle et au détecteur de cylindre précités.