Brevet FR2538974A1 — publié le 19840706

CIRCUIT DE FORMAGE D'ONDE POUR APPAREIL DE CONTROLE DE MOTEUR DE VEHICULE. La présente invention concerne un circuit de formage d'onde applicable à des signaux pulsatoires périodiques qui sont accompagnés par une déformation d'onde dûe à des par sites, comme des signaux pulsatoires représentant l'ouverture et la fermeture du contact dans une bobine d'allumage d'un moteur. Dans un appareil de mesure des caractéristiques de fonctionnement d'un moteur, tel qu'un analyseur de moteur, un signal de référence représentant la référence de l'axe de temps, par exemple, est nécessaire pour représenter la condition de marche du moteur. Un signal qui est engendré lors de l'ouverture et de la fermeture d'un contact et qui apparaît sur le côté négatif d'une bobine d'allumage est utilisé pour former ledit signal. Le signal intervenant lors de l'allumage dans chaque cylindre du moteur (qui sera appele dans la suite un "signal de bobine d'allumage") est soumis à une déformation d'onde dans l'un ou l'autre des cas suivants : lorsqu'on utilise un contacteur mécanique (comme indiqué dans la suite par l'expression "type à contact"), dans lequel on utilise partiellement des transistors (comme indiqué dans la suite par l'expression "du type semi-transistorisé") et lorsqu'on utilise intégralement des transistors (comme indiqué dans la suite par l'expression du "type complètement transistorisé"). L'invention a pour but de remédier aux inconvénients des réalisations connues et elle va être décrite dans la suite en référence aux dessins annexés dans lesquels - les figures 1A et 1B sont des diagrammes donnant des formes d'onde correspondant aux signaux de bobine d'allumage, - la fig. 2 est un schéma à blocs montrant un exemple de réalisation d'un circuit de formage d'onde classique, - les figs 3A et 3B sont des diagrammes d-e formes d'ondes correspondant au signal de sortie du filtre passebas de la fig. 2, - la fig.4 est un schéma à blocs montrant le circuit de formage d'ondes correspondant à un mode de réalisation de la présente invention, - la fig. 5 est un schéma de circuit correspondant à un exemple défini du circuit de la fig. 4, et - la fig. 6 est un diagramme utile pour l'explication du fonctionnement du circuit de nivellement intervenant dans le générateur de tension de référence de la fig. 5. Sur la fig. 1A, on a représenté les signaux de bobine d'allumage qui sont produits dans le système du type à contact et dans le système du type semi-transistorisé tandis que la fig. 1B donne le signal de bobine d'allumage obtenu dans le système du type complètement transistorisé. Sur la fig. 1A, lorsque le contact est fermé, le signal pulsatoire a est d'abord produit lors de la vibration du contacteur mécanique et,quand ce contacteur mécanique devient stable, un signal prédéterminé b apparat alors. Ensuite, lorsque le contact est ouvert, le contacteur mécanique vibre et le signal pulsatoire c apparaît. Cela s'applique également à la figure 2B et le signal pulsatoire a apparaît après le signal stable b avec ouverture et fermeture du transistor. Le signal pulsatoire a a un niveau extrêmement élevé et il est utilisé pour l'allumage de chaque cylindre. Si le signal de bobine d'allumage représenté sur les figures 1A et 1B est utilisé comme le signal de référence mentionné ci-dessus, les signaux pulsatoires a et b deviennent au contraire des signaux parasites et ils déforment la forme d'onde du signal d'allumage désiré. En conséquence, le signal de bobine d'allumage doit être soumis à un formage d'onde pour enlever le bruit ou les parasites. La figure 2 est un schéma à blocs dans lequel on a désigné par 1 une borne d'entrée, par 2 un filtre passe-bas, par 3 un comparateur, par 4 un générateur de tension de référence et par 5 une borne de sortie. On va décrire dans la suite le fonctionnement de ce dispositif de type connu. Sur les dessins, le signal de bobine d'allumage repré senté sur les figures 1A ou -lB est fourni à partir de la borne d'entrée 1. Le filtre passe-bas 2 amortit les parasites a et c contenus dans le signal de bobine d'allumage. Le signal de sortie du filtre passe-bas 2 est appliqué au comparateur 3 et son niveau est comparé avec le niveau de la tension de référence fournie par le générateur de tension de référence 4. En conséquence, le signal de sortie du filtre passe-bas 2 est nivelé en correspondance au niveau de référence et un signal de bobine d'allumage ayant une forme d'onde appropriée est obtenu à la borne de sortie 5. Sur les figures 1A et 1B, quand le moteur fonctionne normalement, les signaux pulsatoires a esquissés ont des composantes de fréquences supérieures à 6 KHz; en conséquence, la fréquence d'arrêt du filtre passe-bas 2 est réglée à environ 6 KHz. Quand le câble d'allumage est coupé et arraché, par exemple, le moteur fonctionne anormalement et les parasites a et c ont parfois des composantes de fréquence d'environ 1,3 KHz ; en conséquence, la fréquence d'arrêt du filtre passebas 2 doit être réglée à une valeur aussi basse qu environ 1,3 KHz. Cependant, dans le cas d'un moteur tournant entre 100 et 6.000 t/min et comportant de deux à huit cylindres, la fréquence de répétition du signal résultant provenant de la bobine d'allumage peut varier dans une plage comprise entre 16 et 400 Hz. Si on utilise le filtre passe-bas 2 ayant une fréquence d'arrêt aussi basse qu'environ 1,3 KHz, comme décrit ci-dessus, le niveau d'amplitude du filtre passe-bas 2 , lorsque le signal de bobine d'allumage passe dans le filtre 2 au moment ou le moteur tourne à grande vitesse, devient plus petit que le niveau d'amplitude du signal de bobine d'allumage quand le moteur tourne à basse vitesse. En d'autres termes, le niveau d'amplitude du du signal de sortie du filtre passe- bas 2 varie en correspondance à la fréquence de répétition du signal de bobine d'allumage qui est appliqué au filtre passe-bas 2. En dehors de la fréquence de répétition, il se produit une modification du signal de bobine d'allumage lors d'une variation du coefficient d'utilisation et en conséquence le niveau du signal de sortie du filtre passe-bas 2 varie également avec le changement du coefficient d'utilisation. Sur les figures 1A et 1B, le coefficient d'utilisation du signal de bobine d'allumage est exprimé par la relation. suivante : J m x 100 (%) m+n Dans des cas où on utilise des dispositifs d'allumage du type à contact et du type semi-transistorisé, le coefficient d-'utilisation du signal de bobine d'allumage est.approximativement de 40 Z et il prend une valeur essentiellement constante. Cependant, dans le cas du dispositif d'allumage du type complètement transistorisé, le coefficient d'utilisation est de 90 Z aux basses vitesses de rotation du moteur mais il descend jusqu'à 50 Z lorsque le moteur tourne à des vitesses élevées due 2.000 t/min ou plus. Lorsque les coefficients d'utilisation du signal de bobine d'allumage varient de la manière décrite ci-dessus, le niveau moyen du signal de bobine d'allumage var-ie naturellement également. Le niveau moyen du signal de bobine dlallu- mage aux vitesses élevées du moteur est inférieur au niveau aux basses vitesses du moteur et le niveau d'amplitude du signal de sortie du filtre passe-bas 2 diminue également. En conséquence, comme indiqué sur la figure 3B, le signal de -sortie du filtre passe-bas 2 aux vitesses élevées du moteur présente un plus faible niveau d'amplitude et son niveau diminue par rapport à celui du signal de sortie du filtre passe-bas 2 au moment ou le moteur to-urne à basse vitesse, comme indiqué sur la fig. 3A. Sur les figures 3A et 3B, les-niveaux E et E' représentent respectivement a a les niveaux moyens. Puisque le niveau moyen du signal de sortie du filtre passe-bas 2 aux vitesses du moteur (figure 3A) est élevé, par exemple, la tension de référence E b fournie par le générateur de tension de référence 4 (fig. 2) doit être réglée de manière que le niveau d'écrêtage devienne élevé, afin d'obtenir un formage précis de l'onde. Cependant si la tension de référence Eb est réglée au niveau élevé, on rencontre la difficulté suivante. Le niveau d'é.crêtage du signal de sortie du filtre passe-bas-2 ayant un faible niveau d'amplitude (fig. 3B) doit au contraire être faible pour le bas-niveau moyen se produisant au moment oû le moteur tourne à grande vitesse. En conséquence, la tension de référence E ne convient pas pour être utilisée comme tension de référence aux vitesses élevées du moteur. Si la tension de référence est maintenue constante en vue de permettre un formage d'onde du signal de bobine d'allumage pendant le fonctionnement anormal du moteur, un écrémage à un niveau approprié ne peut pas être effectué pour tous les signaux de bobine d'allumage engendrés à toutes les vitesses de rotation du moteur. L'invention a en conséquence pour but de créer un circuit de formage d'ondes qui remédie aux inconvénients rencontrés avec les réalisations connues et qui permette le formage précis de la forme d'onde de signaux pulsatoires pério- diques lors d'un changement de niveau. Pour résoudre ce problèmegla présente invention est caractérisée en ce que la tension de référence intervenant pour l'écrêtez et le formage d'ondes des signaux pulsatoires périodiques est modifiée en concordance avec les signaux pulsatoires périodiques. On va maintenant décrire dans la suite des modes préférés de réalisation de la présente invention en référence aux figures correspondantes. La figure 4 est un schéma à blocs représentant un circuit de formage d'onde conforme à un premier mode de réalisation de la présente invention. Les références génériques identiques sont utilisées sur cette figure pour désigner des constituants semblables à ceux de la fig. 2. On va maintenant décrire le fonctionnement de ce mode de réalisation. Sur le dessin, le signal de bobine d'allumage prove nant de la borne d'entrée 1 est appliqué au filtre passe-bas 2 ayant une fréquence d'arrêt faible, de 1,3 KHz par exemple. Le filtre passe-bas 2 amortit les parasites a et c indiqués sur la fig. 1. Son signal de sortie est appliqué au comparateur 3 et également au générateur de tension de référence 4. Le générateur de tension de référence 4 engendre une tension de référence en réponse au signal d'entrée. La tension de référence a un niveau représentant le niveau moyen du signal d'entrée, par exemple. ême si le niveau du signal de sortie du filtre passebas 2 varie avec la fréquence ou le coefficient d'utilisation du signal de bobine d'allumage provenant de la borne d'entrée 1, la tension de référence varie également en concordance avec un tel changement. Dans le comparateur 3, le signal de sortie du filtre passe-bas 2 est par conséquent toujours écrêté par la tension de référence et on obtient à la borne de sortie 5 un signal de bobine d'allumage qui a subi un formage d'onde. La figure 5 est un schéma de circuit représentant un exemple défini du mode de réalisation représenté sur la fig. 4 et des références numériques identiques sont utilisées sur la fig. 5 pour désigner des constituants semblables à ceux de la fig. 4. On va maintenant décrire dans la suite le fonctionnement de ce mode de réalisation. Sur le dessin, après que les parasites ou le bruit a (fig. 1) ont été liimtés en dessous d'un niveau prédéterminé par une diode Zener 6, le signal de bobine d'allumage provenant de la borne d'entrée 1 est appliqué au filtre passe-bas. Le filtre passe-bas 2 se compose de résistances 7,8, de condensateurs 9,10 et d'un amplificateur opérationnel 11, les valeurs des résistances et des condensateurs étant sélectionnées de manière que la fréquence d'arrêt prenne la valeur de 1,3 KHz. Le signal de sortie du filtre passe-bas 2 est appliqué à la borne positive (+) du comparateur 3 et également au générateur de référence 4. La résistance 12 et le condensateur 13 du générateur de tension de référence 4 forment ensemble un circuit d'intégration et produisent une tension de référence représentant le niveau moyen du signal de sortie du filtre passe-bas 2. Cette tension de référence est appliquée à la borne négative (-) du comparateur 3. Lorsque la tension de référence est supérieure au niveau réglé au point P1, une diode 14 devient conductrice et elle règle la tension de référence au niveau de ce point P1 de sorte que la tension de référence devient supérieure à ce niveau. En d'autres termes, le potentiel au point P1 et la diode 8 forment un circuit de nivellement et ils règlent le niveau variable maximal de la tension de référence au potentiel de ce point P1. On va maintenant expliquer le fonctionnement de ce circuit de nivellement La figure 6 représente le signal de sortie du filtre passe-bas 2 (indiqué sur la fig. 5). Le filtre passe-bas 2 amortit les parasite ou bruit a (figure 1B) mais le bruit ou les parasites résiduels a' sont contenus dans le signal de sortie du filtre passe-bas 2. Comme indiqué ci-dessus, le signal de référence Eb représente le niveau moyen- du signal de sortie du filtre passebas 2. Si le coefficient d'utilisation au moment où le moteur tourne à basse vitesse est de 90 Z comme décrit ci-dessus, par exemple, la tension de référence E a devient suffisamment élevée et elle dépasse le niveau minimal du bruit a'. Si une telle tension de référence E est appliquée au comparateur a 3 (fig. 5), le signal de sortie du comparateur 3 contient un signal indésirable du fait du bruit a'. Le circuit de nivellement représenté sur la fig. 5 limite le niveau maximal dè la tension de référence E b au niveau du point P1 de façon à obtenir un signal de bobine d'allumage qui ait la forme d'onde appropriée sans être affecté par le bruit, ce signal provenant du comparateur 3. Par exemple, si la diode Zener 6 limite l'amplitude du bruit a (figure 1) à environ 5V et si la fréquence d'arrêt du filtre passe-bas 2 est de 1,3 KHz, le niveau minimal du bruit ai (figure 6) aux basses vitesses du moteur descend juqu'à environ 85 Z du niveau maximal du signal de sortie du filtre passebas 2.En conséquence, le circuit de nivellement du générateur de tension de référence 4 règle le niveau maximal de la tension de référence à environ 70 %, par exemple du niveau maximal du signal de sortie du filtre passe-bas 2 quand le moteur tourne à basse vitesse. Dans le cas des dispositifs d'allumage du type à contact et du type semi-transistorisé, le circuit de nivellement n'intervient pas du fait que la diode 14 n'est pas conductrice. Sur la fig. 5, la diode 15 du générateur de tension de référence 4 devient conductrice quand la tension de sortie du circuit d'intégration, se composant de la résistance 12 et du condensateur 13, est inférieure au potentiel au point P2 et le potentiel de la borne négative (-) du comparateur 3 est réglé au potentiel du point P2. Lorsque le signal de bobine d'allumage n'est pas appliqué à la borne d'entrée l,la tension de sortie de circuit d'intégration ont une valeur faible, la diode 15 devient conductrice, le potentiel de la borne négative (-) du comparateur 3 est réglé au potentiel du point p2 et le niveau de sortie du comparateur 3 est toujours maintenu au niveau bas. De cette manière, le signal de bobine d'allumage ayant subi le formage d'onde peut toujours être obtenu àla borne de sortie 5, même si la fréquence et le coefficient d'utilisation du signal de bobine d'allumage changent. I1 à noter que la figure 5 représente un mode de réaliation de la présente invention qui est donné simplement à titre d'illustration pour faciliter la compréhension de l'invention. Le signal qui est soumis au formage d'onde n'est pas limité au siganl de bobine d'allumage, en particulier, mais on peut évidemment appliquer ce principe à des signaux pulsatoires périodiques arbitraires qui sont affectés par une distorsion de forme d'onde résultant de bruit ou parasite. Comme indiqué ci-dessus, la présente invention permet de modifier la tension de référence intervenant dans l'écrêtage du signal pulsatoire périodique en concordance avec le signal pulsatoire périodique de manière que, même s'il se produit un changement de niveau du signal pulsatoire périodique, ce signal pulsatoire puisse subir un formage d'onde précis. En conséquence, la présente invention permet d'obtenir un circuit de formage d'onde qui est excellent et qui permet d'éliminer les difficultés rencontrées dans l'art antérieur. REVENDICATIONS 1. Circuit de formage d'onde qui applique un signal pulsatoire périodique, accompagné par une distorsion de forme d'onde dûe à un bruit ou des parasites, à un filtre pour amortir le bruit et oû le niveau du signal de sortie dudit filtre est comparé avec celui dgune tension de référence, caractérisé en ce qu'il est prévu un générateur de tension de référence 4 qui reçoit ledit signal de sortie et qui engendre ladite tension de référence de manière que cette tension de référence puisse varier en correspondance à ladite tension de sortie. 2. Circuit de formage d'onde selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit générateur de tension de référence zs comprend un circuit de nivellement (P1, 14) et en ce que le niveau variable maximal de ladite tension de référence peut être réglé à une valeur predéterminée inférieure au niveau dudit signal de sortie.