Brevet FR2542380A1 — publié le 19840914

La Presente invention est relative à un dispositif de commande de l'allumage d'un moteur-à combustion interne, et elle concerne plus particuliè- rement, un dispositif destiné à régler l'allumage à une valeur appropriée en évitant le cliquetis du mo- teur. L'allumage est avancé en fonction du régime du moteur afin d'augmenter la puissance de celui-ci. Toutefois, si l'allumage est trop avancé, il se pro- duit du cliquetis dans le moteur L'avance doit donc étre commandée pour éviter ce phénomène Pour empêcher le cliquetis, il est nécessaire de prévoir un disposi- tif de détection destiné à surveiller les conditions de fonctionnement qui provoquent le cliquetisafin de commander l'allumage en fonction de cette surveillan- ce Les conditions de fonctionnement entraînant le cliquetis peuvent être captées par la détection des vibrations du moteur Toutefois, cette détection indirecte ne permet pas une commande exacte de l'allumage Il est donc souhaitable, pour qu'une commande puisse être obtenue, de détecter directement les conditions de fonctionnement dans-les cylindres. L'invention a donc pour but de fournir un dispositif de commande d'allumage capable de régler celui-ci à une valeur appropriée, par la détection exacte des conditions de fonctionnement du moteur. Pour détecter ces conditions de fonctionnement, on détecte capacitivement l'angle du vilebrequin entre la tête du piston et la tête du cylindre et la vitesse de propagation de la flamme dans le cylindre est égale- ment détectée en mesurant le courant d'ionisation dans la flamme Grâce à de tels moyens qui permettent de détecter directement les conditions de fonctionnement entraînant le cliquetis, l'allumage peut être réglé exactement à la valeur appropriée. Suivant l'invention, il est prévu un dispo- sitif de commande de l'allumage d un moteur à combus- tion interne comprenant une sonde qui est prévue dans la paroi d'un cylindre du moteur en regard du piston de ce cylindre Un premier circuit est prévu pour me- surer l'angle du vilebrequin du moteur en évaluant la capacité entre la sonde et la tête du piston, ce pre- mier circuit servant également à engendrer une sortie qui est une fonction de l'angle du vilebrequin, ce dispositif comprenant également un second circuit des- tiné à mesurer la vitesse propagation de la flamme dans le cylindre grâce à la détection du courant d'io- nisation circulant entre la sonde et le cylindre, ce second circuit étant capable d'engendrer une sortie lorsque la vitesse est très élevée. Un circuit de commande d'allumage est sen- sible aux sorties des premier et second circuits pour retarder l'allumage et empêcher ainsi le cliquetis du moteur. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre,_ donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la Fig 1 représente un schéma simplifié d'un dispositif suivant l'invention; la Fig 2 représente un circuit destiné à mesurer l'angle du vilebrequin d'un moteur; la Fig 3 représente un circuit destiné à mesurer la vitesse de propagation de la flamme; et la Fig 4 montre les formes d'ondes appa- raissant en différents points du circuit de la Fig 3. Sur la Fig 1, on a représenté une partie d'un cylindre d'un moteur à combustion interne qui comprend un cylindre 1, un piston 2, une chambre de combustion 3, une bougie 4 et une sonde 5, cette dernière s'étendant dans la chambre de combustion 3 en direction de la tête du piston 2 Avec celle-ci, la sonde 5 constitue un condensateur permettant de détec- ter la position du piston 2, c'est à dire l'angle du vilebrequin et de détecter également la vitesse de propagation de la flamme grâce à la mesure du courant d'ionisation, ce qui va maintenant être décrit en détail. Le dispositif de commande comprend un cir- cuit 8 de mesure de l'angle du vilebrequin, ce cir- cuit comprenant un convertisseur capacité/tension et un circuit 7 de mise en forme d'impulsions, un circuit 9 de mesure de la vitesse de propagation de la flamme, et un circuit 11 de commande d'allumage sensible aux sorties du circuit de mise en forme 7 et du circuit de mesure 9 Les autres cylindres du moteur comprennent également des sondes 5 destinées à envoyer des signaux au dispositif de commande. Sur la Fig 2, on voit représentée une partie du circuit 8 de mesure de l'angle du vilebrequin, ce circuit comprenant une bobine 12 et un oscillateur 13 connectés entre la sonde 5 et la masse et constituant ainsi un circuit 14 de résonance LC Ce circuit de résonance est connecté à une borne de sortie 17 par l'intermédiaire d'une diode 15 et d'un filtre passe- bas 16 La sortie apparaissant sur la borne 17 est mise en forme par le circuit 7 et le circuit engendre un signal de sortie lorsque le piston se trouve au point mort haut. Sur la Fig 3, qui représente le circuit de mesure de la vitesse de propagation de la flamme, on voit que des impulsions d'allumage 1 sont appliquées à une borne d'entrée 18, les impulsions étant mises en forme par un circuit 21 de mise en forme d'impulsions comprenant un intégrateur 19 et un transistor 20 La sortie du circuit de mise en forme 21 est connectée à l'entrée inverseuse d'un comparateur 22 Une tension de référence est appliquée, par l'intermédiaire d'une résistance 23, à l'entrée non inverseuse du compara- teur 22. Par ailleurs, entre les cylindres 1 (qui représentent la masse) et la sonde 5, sont reliées en série des résistances 25, 25 a et une source 24 de cou- rant continu, ces composants formant un circuit 26 de détection de courant d'ionisation La sortie du cir- cuit de détection est connectée à l'entrée non inver- seuse d'un comparateur 27 L'entrée inverseuse de ce comparateur reçoit une tension de référence au moyen d'une résistance 28 La sortie du comparateur 22 est connectée à la borne de commande d un basculeur bistable 29, tandis que la sortie du comparateur 27 est connectée à la borne de rétablissement de ce basculeur La sortie du basculeur 29 et la sortie d'un générateur d'impulsions 30 sont reliées à une porte ET 31. Au cours du fonctionnement, lorsque le piston 2 atteint le point mort haut, la capacité entre la sonde 5 et la tête du piston 2 est maximale, de sorte que le circuit 6 de conversion capacité/tension produit une sortie sur la borne de sortie 17 comme représenté sur la Fig 4 a La sortie est mise en forme par le circuit 7 de mise en forme pour produire un signal représenté sur la Fig 4 b Si le niveau de seuil est abaissé, on détecte l'angle du vilebrequin avant que le point mort haut soit atteint Les signaux re- présentant l'angle du vilebrequin sont appliqués à partir de tous les cylindres (par exemple au nombre de 4) au circuit il de commande d'allumage Ce circuit engendre un signal d'allumage en fonction des signaux représentant l'angle du vilebrequin et le régime du moteur pour régler l'allumage à une valeur appropriée. Par ailleurs, les impulsions d'allumage 1 apparaissent en fonction de l'allumage et ces impulsions sont ap- pliquées à l'entrée 18 du circuit de mesure de la vitesse de propagation de la flamme représentée sur la Fig 3 L'impulsion d'allumage est mise en forme de façon à devenir l'impulsion m, grâce au circuit de mise en forme 21 Cette impulsion m est comparée à la tension de référence par le comparateur 22 de sorte qu'une impulsion d'allumage N mise en forme est pro- duite L'impulsion N est appliquée au basculeur 29 pour qu'il change d'état. Lorsque le mélange air-combustible dans le cylindre 1 s'enflamme en raison de l'impulsion d'allu- mage, un courant d'ionisation circule entre la sonde 5 et le cylindre 1, ce courant présentant la forme d on- de o Cette forme d'onde est convertie en une impul- sion p par le comparateur 27 L'impulsion q est utilisée pour remettre le basculeur 29 à son état initial Ainsi, ce basculeur produit une impulsion de sortie a dont la durée est déterminée par l'instant de basculement par l'impulsion N et l'instant de réta- blissement par l'impulsion P L'impulsion de sortie c est appliquée à la porte ET 31 qui reçoit également des impulsion d'horloge r engendrées par le générateur d'impulsions 30 Par suite, la porte ET engendre des impulsions dont la durée est égale à celle de l'impul- sion a Les impulsions sont comptées dans un compteur 3-2 pour que la vitesse de propagation de la flamme puisse être détectée Lorsque la vitesse risque d'entraîner le cliquetis, la durée de l'impulsion _ 2542380- est très courte, de sorte que la porte ET ne fournit qu un petit nombre d'impulsions de sortie Le cli- quetis peut donc être détecté grâce à la sortie du compteur 32 Le circuit 11 de commande d allumage agit pour retarder l instant d'allumage en fonction de la sortie du compteur 32, ce qui permet d'éviter le cliquetis. REVENDICATIONS 1 Dispositif de commande de l'allumage d'un moteur à combustion, caractérisé en ce qu'il comprend un sonde ( 5) prévue sur la paroi d'un cylindre ( 1) du moteur en regard du piston ( 2) du cylindre, un premier circuit ( 12 à 17) destiné à mesurer l'angle du vile- brequin du moteur au moyen de la capacité entre la sonde et la tête du piston et à engendrer une sortie en fonction de cet angle du vilebrequin, un second circuit ( 9) destiné à mesurer la vitesse de propaga- tion de la flamme dans le cylindre grâce à la détec- tion du courant d'ionisation qui circule entre la son- de et les cylindres, ce circuit permettant d'engendrer une sortie lorsque la vitesse est très élevée, et un circuit ( 11) de commande d'allumage commandé par les sorties des premier et second circuits pour retarder l'allumage afin de prévenir le cliquetis du moteur. 2 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier circuit comprend-un convertisseur capacité/tension du convertisseur. 3 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le second circuit comprend un générateur d'impulsions d'allumage sensible à l'allu- mage dans un cylindre pour fournir une impulsion d'allumage mise en forme 127) qui est destiné à produire une sortie de vites- se lorsque le courant d'ionisation dépasse une valeur prédéterminée, le dispositif comprenant également un circuit de mesure ( 29,31) destiné à mesurer la durée qui s'écoule entre l'apparition de l'impulsion d'al- lumage mise en forme et la sortie de vitesse, 4 Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ledit circuit de mesure com- prend un basculeur bistable ( 29) sensible aux impul- sions d'allumage mise en forme et à la sortie de vi- tesse pour produire une sortie durant l'apparition de l'impulsion d'alluma'ge et de la sortie de vitesse, et une porte logique qui est destinée à produire des impulsions pendant la durée du signal de sortie du basculeur bistable, le dispositif comprenant également un compteur ( 32) qui compte les impulsions provenant du circuit logique ( 31).