Brevet FR2701065A1 — publié le 19940805

Procédé et circuit d'allumage pour moteur à combustion interne. La présente invention concerne un procédé pour déclencher la combustion du mélange gazeux contenu dans un cylindre d'un moteur à combustion interne dans lequel on génère une pointe de tension aux bornes d'une bougie d'allumage afin d'y provoquer une étincelle, ainsi qu'un circuit d'alimentation d'une bougie d'allumage de moteur à combustion interne comprenant des moyens de génération pour générer une pointe de tension aux bornes de cette bougie. Dans les moteurs à combustion interne à allumage commandé, la combustion du mélange gazeux dans le cylindre est provoquée par l'étincelle qui se produit entre les électrodes d'une bougie d'allumage. Afin de produire cette étincelle, on relie les bornes de la bougie aux extrémités de l'enroulement secondaire (haute tension) d'un transformateur, notamment d'une bobine d'allumage, dont l'enroulement primaire est connecté à une source de tension par l'intermédiaire d'un interrupteur tel qu'un transistor. Cet interrupteur étant fermé, un courant électrique circule dans l'enroulement primaire. Si, à un instant donné, l'interrupteur est alors ouvert, il se produit dans l'enroulement primaire une surtension brutale qui, par induction, génère une pointe de tension dans l'enroulement secondaire. Lorsque cette tension atteint une valeur suffisante, l'étincelle se produit, provoquant l'inflammation du mélange combustible. Il est souhaitable que cette étincelle apporte le plus d'énergie possible au mélange. Toutefois, les dimensions de la bobine d'allumage sont limitées pour des questions d'encombrement et de coût. Pour augmenter l'énergie sans augmenter les dimensions de la bobine, il est possible d'augmenter le rendement de cette dernière. Ceci n'est toutefois pas toujours possible économiquement. On a également proposé d'augmenter l'inductance de la bobine ou le courant de commande appliqué au primaire, mais on rencontre des limites technologiques. Il a également été proposé d'ajouter un aimant permanent dans le circuit magnétique de la bobine, mais là encore on se heurte à des problèmes de coût. La présente invention vise à palier ces inconvénients. A cet effet, l'invention à tout d'abord pour objet un procédé pour déclencher la combustion du mélange gazeux contenu dans un cylindre d'un moteur à combustion interne, dans lequel on génère une pointe de tension aux bornes d'une bougie d'allumage afin de provoquer une étincelle, caractérisé par le fait que l'on connecte un générateur électrique en série avec ladite bougie lorsque la tension aux bornes de cette dernière, après qu'elle soit passée par son maximum se stabilise à une valeur correspondant à la tension d'arc, ce qui a pour effet de limiter la tension de décharge du secondaire et donc d'augmenter le temps de décharge et l'énergie de l'étincelle. On dissocie ainsi la fonction de génération de l'étincelle obtenue par les moyens habituels, de celle d'entretien du courant d'étincelle qui est obtenue à l'aide d'un générateur électrique auxiliaire. On peut ainsi obtenir un courant d'étincelle prolongé sans avoir à surdimensionner la bobine d'allumage. L'invention a également pour objet un circuit d'alimentation d'une bougie d'allumage de moteur à combustion interne, comprenant des moyens de génération pour générer une pointe de tension aux bornes de cette bougie, caractérisé par le fait qu'il comprend un générateur électrique et des moyens de connexion pour connecter ledit générateur en série avec ladite bougie. Lesdits moyens de génération peuvent comprendre de façon connue l'enroulement secondaire d'une bobine d'allumage. Dans un mode de réalisation particulier, les moyens de connexion comprennent une diode disposée de façon à être passante entre la sortie dudit générateur électrique et un point dudit enroulement secondaire. On décrira maintenant à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation particulier de l'invention en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels - la figure 1 représente un circuit selon l'invention, et - la figure 2 illustre le fonctionnement de ce circuit. On voit à la figure 1, une bobine d'allumage (1) comprenant un enroulement primaire (2) et un enroulement secondaire (3). L'enroulement primaire (2) est connecté entre une source de tension continue + E et un circuit de commande (4) constitué pour l'essentiel d'un transistor (5) permettant de commander le passage du courant dans l'enroulement (2). L'enroulement secondaire (3) est disposé en série avec une bougie d'allumage (6), l'électrode (7) de cette bougie étant reliée à une des extrémités de l'enroulement (3) et l'autre électrode (8) étant reliée à la masse. L'autre extrémité de l'enroulement (3) est également reliée à la masse par l'intermédiaire d'une diode (9) passante dans le sens enroulement (3)/masse. Par ailleurs, un générateur électrique (10) est connecté entre la masse et un point milieu (11) de l'enroulement (3) par l'intermédiaire d'une diode (13) passante du point (11) au générateur (10). Le point milieu (11) peut en fait, selon la tension imposée par le générateur (10), être confondu avec l'extrémité de l'enroulement relié à la diode (9). Si l'on se réfère maintenant à la figure 2, on voit, représentées en fonction du temps, la tension Up aux bornes de l'enroulement primaire, l'intensité Ip dans cet enroulement, la tension Us aux bornes de l'enroulement secondaire et l'intensité IS dans cet enroulement. A l'instant t,, l'interrupteur (5) est fermé de sorte que la tension Up aux bornes de l'enroulement primaire s'établit à la valeur +E. A cet instant le courant dans l'enroulement primaire commence par conséquent à croître jusqu'à une valeur optimale Iopt à laquelle il est limité par des moyens non représentés. A l'instant tl, l'interrupteur (5) est ouvert de sorte que le courant Ip dans l'enroulement primaire est brutalement annulé, générant ainsi une pointe de tension (14) aux bornes de cet enroulement. Il en résulte à ce même instant une pointe de tension (15) aux bornes de l'enroulement secondaire (3) et par conséquent aux bornes de la bougie (6). Lorsqu'après un temps t généralement égal à quelques micro-secondes, la tension Us atteint une valeur de déclenchement US0 par exemple de l'ordre de 12 kV, une étincelle commence à se produire entre les électrodes de la bougie (6) provoquant un courant d'étincelle IS croissant. Après être passé par un maximum, la tension Us se stabilise à la tension d'arc UA imposée par la bougie. Du fait de la présence du générateur (10), le secondaire se décharge avec une tension à ses bornes inférieure à la tension d'arc, donc avec une variation de courant plus faible. Le temps de maintien du courant, donc l'énergie représentée par l'aire de la surface hachurée sur le diagramme IS de la figure 2 augmentent dans le même rapport. On remarque que la diode (9) a pour fonction d'empêcher la mise en court-circuit du générateur (10) tout en laissant le courant circuler au travers du secondaire de la bobine et entre les électrodes de la bougie. L'énergie supplémentaire apportée au mélange combustible grâce au dispositif selon l'invention est donc représentée par l'aire de la surface comprise entre les traits (16) et (17) de la figure (2). On notera enfin que, de même que l'on commande de façon traditionnelle le début de l'étincelle par le circuit de commande 4, on peut, en commandant convenablement le générateur électrique (10), déterminer également l'instant de coupure de l'étincelle. REVENDICATIONS 1. Procédé pour déclencher la combustion du mélange gazeux contenu dans un cylindre d'un moteur à combustion interne, dans lequel on génère une pointe de tension aux bornes d'une bougie d'allumage afin d'y provoquer une étincelle, caractérisé par le fait que l'on connecte un générateur électrique en série avec ladite bougie lorsque la tension aux bornes de cette dernière, après qu'elle soit passée par son maximum se stabilise à une valeur correspondant à la tension d'arc. 2. Circuit d'alimentation d'une bougie d'allumage (6) de moteur à combustion interne, comprenant des moyens de génération (1) pour générer une pointe de tension aux bornes de cette bougie, caractérisé par le fait qu'il comprend un générateur électrique (10) et des moyens de connexion (13) pour connecter ledit générateur en série avec ladite bougie. 3. Circuit selon la revendication 2, dans lequel lesdits moyens de génération comprennent l'enroulement secondaire (3) d'une bobine d'allumage. 4. Circuit selon la revendication 3, dans lequel lesdits moyens de connexion comprennent une diode (13) disposée de façon à être passante entre la sortie dudit générateur électrique et un point (11) dudit enroulement secondaire.