Brevet FR2726605A1 — publié le 19960510

Cette demande de brevet fait suite au brevet FR 90 12du5 du présent demandeur qui avait pour objet un système d'allumage pour moteur à combustion interne du type constitué - d'un générateur d'impulsion avec au moins deux rotors accouplés coaxialement, à aimants permanents et disposés en vis à vis d'au moins un stator à électroOaimant destinés à être entratné en rotation par un élément tournant du moteur. Le dit générateur étant relié par diode au primaire d'une bobine dont le secondaire est relié à au moins une bougie. Un premier élément comportant au moins un rotor et un stator à mme nombre pair de piles égal au moins à N. Un deuxième élément comportant un rotor et un stator. La longueur des pôles du rotor et stator est au moins égale à la longueur des premiers rotor et stator multipliée par le rapport des nombres de pôles des premiers par rapport au second de façon à produire un courant dont les alternances puissent au moins partiellement se neutraliser lorsqu'elles sont en opposition de phase et s'ajouter lorsqu'elles sont en phase avant Omplification. Dans un mode de réalisation miniaturisée, le premier élément comporte un seul rotor et un stator à nombre N de pôles égal à 4 ou à un multiple de 4 et le nombre des pôles du rotor et stator du deuxième ensemble est égal, et en nombre deux fois moindre que le nombre des pôles du premier rotor et stator du façon à ce que la puissance du second élément constitué d'un rotor et stator d'une longueur légèrement supérieure à deux fois celle du rotor et stator du premier élément du générateur soit prépondérante pour éviter toute amorce d'étincelle à contre-temps en cas d'inégalité de puissance des éléments. Dans ce cas, les deux stators peuvent être réduits à un seul. En plus de la diode, le générateur peut être relié par thyristor ou transistor à un condensateur, lui.meAme relié au primaire de la bobine surélévatrice de tension qui est à noyau magnétique fermé pour ne pas faire antenne émettrice et venir griller le transistor de tête si l'amplification est très forte. Le condensateur est alors chargé par alimentation séparée. Autre montage : en plus de la diode, le générateur peut être relié par un module d'amplification au primaire de g bobine surélévatrice de tension. L e module est constitué de deux transistors dont le second bloque le premier lorsque la tension requise est atteinte. Le problème qui se pose est que sans amplification, il y a moins d'avance, et si l'on utilise une amplification à double transistor, il y a un courant résiduel qui limite l'avance et / ou la miniaturisation du système. La solution consiste à adapter un système à capteur au système d'allumage. Mais dans ce domaine, il a été proposé un système d'allumage avec capteur calé angulairement par rapport à la bobine d'allumage de façon à couper le courant de la bobine d'allumage lorsque ce dernier est au maximum. Il a été également proposé un système d'allumage avec bobine en tambour et capteur placé selon un rayon toujours dans le but de couper le courant d'allumage de la bobine lorsque ce dernier est maximum. Le système selon l'invention, dans le cas particulier de bobinage en couronne, est caractérisé en ce que le stator est constitué de 2 bobines concentriques dont l'une sert de bobine d'allumage et l'autre de capteur Ainsi, les 2 courants sont en phase et la tension de rupture du courant de la bobine d'allumage est obligatoirement plus basse que la tension maximum atteinte pour que le courant puisse entrer dans la bobine : le capteur étant réglé en conséquence. Pour pallier cet inconvénient, une bobine d'allumage alimente et rend conducteur un conformateur détecteur de seuil du type "TRIGGER DE SCHMITT" qu'un capteur faisant office de générateur d'impulsions bloque, le trigger est relié à une bobine surélévatrice de tension. Un autre détecteur de niveau utilisable en variante du TRIGGER est constitué d'un transistor de préférence DARLINGTON qui relie la bobine d'allumage à la bobine surélévatrice de tension qui est caractérisé en ce que la base est commandée par le capteur (et non par la bobine d'allumage) à travers un module constitué de deux transistots dont le second bloque le premier lorsque la tension requise est atteinte. Ainsi, le capteur niaisant office de générateur d'impulsions déclenche et bloque le conlormateur détecteur de niveau. L'objet de la présente demande de brevet concerne un générateur d'impulsions, destiné en particulier à l'allumage de moteurs à combustion interne, comportant un stator à électro aimants et un rotor à aimants permanents, en particulier du type extérieur,destiné à être entraîné en rotation en particulier par un élément tournant du moteur à combustion interne, caractérisé en ce que le stator comporte deux bobinages, l'un des bobinages servant de bobine d'allumage et l'autre de capteur, en ce qu'il est muni d'un moyen permettant de taire varier le couplage magnétique entre les pôles du rotor et certains au moins des pôles du stator au cours de la rota tion du rotor. En préliminaire, étant donné que la variation de la tension obtenue aux bornes du générateur d'impulsions doit varier linéairement avec la vitesse angulaire du générateur pour assurer l'avance à l'allumage, considérons un premier cas où un pôle du rotor rectangulaire balaie un pôle du stator de forme triangulaire dans le sens pointe base. (rober) , B (Tesla) Intensité dx champ magnétique Ainsi le générateur est caractérisé en ce que le moyen permettant de faire varier le couplage magnétique est constitué par la forme "vue du rotor" de certains des pôles statoriques, ces pôles étant de forme sensiblement triangulaire disposés de telle façon que les pôles rotoriques, au cours de leur mouvement, voient d'abord le sommet du triangle et quittent le pôle par sa base. Similairement, dans un 2è cas où un pôle du stator est de forme rectangulaire et dont l'entrefer est de plus en plus réduit , tel que THANCIIE de Longueur de x # O largeur Entrefer INTENSITE du CHAMP MAGNETIQUE correspondant à e y/t ~ dg t a .( g tB R Si dy'faible par rapport à y'. geee g K ÛÀ)L 4 - -- Ê s 1 LÉ 4e quadrant X -~~~ y'minimum (ENTREFER le plus réduit) donne l'emplacement de 1'ordonnée pour avec en similitude avec le cas précédent (même puissance) Ainsi le générateur est caractérisé en ce que le moyen permettant de faire varier le couplage magnétique est constitué par un entrefer variable disposé de telle façon que les pôles rotoriques, au cours de leur mouvement, voient d'abord la partie à entrefer important et quittent le pôle par la partie à entrefer réduit. Les figures : le TRIANGLE et son corollaire l'hyperbolene sont que des ébauches (caloul approché : fractionnaire quant au magnétisme). A compléter selon l'impédance. Si le pôle du rotor agit en décoiffant celul du stator la bobine correspondante comportera une diode 2ener entre l'entrée et la sortie pour protéger le conformateur d'impulsion à haut régime et surtout Si 2 pôles du rotor de polarite opposée coiffent et décoiffent simultanément un pôle du stator. A titre d'illustration ci-jointe, des dessins comme exemples non limitatifs. Fig.1 o Fig. 1 B Fig.1c coordonnées d'un pôle de stator en forme de TRIANGLE coordonnées curvilignes figurées en rectilignes Fig.2 : coordonnées d'un pôle de stator en forme d'hyperbole Fig. 3 : vue à plat "déroulée"de la forme et de la disposition des pôles du stator du Brevet FR 90 12645 Fig.4 : système en "CROIX DE St ANDRE" suivi du conformateur type VARIANTE du TRIGGER de SCHMITT une Seule bobine de chaque sorte est figurée (Capteur Allumage Eclairage) Fig. @ : système du type s Capteur à 1 pôle bobine d'allumage à.?. pôles bobinée en Anneau bobine d'éclairage à 2 pôles bobinée en Anneau Fig.6 : système du type Capteur bobinée en Anneau et bobine d'Allumage bobinée en Anneau à ENTREFER non réduit suivi d'un conformateur type TRIGGER de SCHMITT Fig.7 : système du type Capteur et bobine d'Allumage bobinée - en ANNEAU à ENTREFER réduit sauf au départ suivi d'un conformateur variante du TRIGGER. Pour ne pas perturber les réglages (pôles du stator du capteur en forme de triangle ou de son corollaire l'hyperbole chargé d'assurer l'avance à l'allumage sur toute la longueur de l'angle à couvrir) par les vibrations du volant magnétique. L'objet du présent brevet concerne un générateur d'impulsions comprenant un rotor d'au-moins 4 pôles de préférence et d'un stator caractérisé en ce qu'il comporte un capteur dont l'entrefer de valeur y est augmenté sans diminuer la puissance de la bobine d'allumage (au-moins au démarrage) de façon à réduire l'effet des vibrations du volant magnétique d'amplitude dv tel que Si dy est T = 0 B uxe i" '(B faible par rapport à y, - T = Valeur du flux magnétique en WEBER. - B = Intensité du champ magnétique en TESLA corcespondant à -K= Tranche de longeur du pôle du stator de largeur e correspondante. - g = Valeur de l'entrefer correspondante à la dite tranche. Dans le cas où le pôle du capteur est en forme de triangle, l'équation précédente devisent: Dans tous les cas, si on passe de T à kr, on pourra passer de Le rotor du volant magnétique est monté sur le vilebrequin d'un moteur 2 temps ou sur l'arbre 3 cames d'un moteur 4 temps. Ce générateur bloque un détecteur de seuil du type "TRIGGER de CHMITT" qu'alimente et rend conducteur une bobine d'allumage. Le TRIGGER est relié à une bobine surélévatrice de tension. Le TRIGGER comporte un minimum de deux transistors dont l'un est alimenté et rendu conducteur par la bobine d'allumage, la base étant reliée à un pont diviseur de tension et dont le second transistor est commandé par le capteur et met la base du premier à la masse lorsque la tension requise est atteinte afin de la bloquer. Un condensateur relie la sortie du capteur à la masse pour lisser les fluctuations de la tensions - Générateur d'impulsion caractérisé en ce qu'il commande un autre détecteur de niveau utilisable en variante du TRIGGER constitué d'un transistor de préférence DARLINGTON qui relie la bobine d'allumage à la bobine surélévatrice de tension qui est caractérisé en ce qu'il est conducteur par le capteur (et non par la bobine d'allumage) à travers un module (relié à la base du dit transistor) et constitué de deux transistorsdont le second bloque le premier lorsque la tension requise est atteinte. Ainsi, le capteur faisant office de générateur d'impulsions déclanche et bloque le conformateur détecteur de niveau. Un condensateur relie la sortie du capteur à la masse. Cette variante du TRIGGER peut servir à réduire l'impédance. - Générateur d'impulsion caractérisé en ce qu'il comporte au stator un nombre de pôles au-moins pair pour le capteur, l'un en opposition par rapport à l'autre selon l'axe de rotation (vilebrequin ou arbre à cames) de façon à effacer l'effet d'induction des vibrations du volant magnétique selon la formule telle que Q I ( tt ssgZeE :pte apport 8 y, y y yfs À13!ÉtL Si dy est petit par rapport à y, - # = Flux magnétique en WEBER. - pt= Tranche de longueur du pôle du stator de largeur g correspondante. - 7= Entrefer correspondant à la dite tranche. - B = Intensité du champ magnétique en TESLA correspondant à la valeur yb de l'entrefer. Dans le cas où les pôles du capteur sont en forme de TRIANGLE, l'équation précédente devient Ainsi, de préférence, le générateur est caractérisé en ce que le moyen de faire varier le couplage magnétique est situé sur les pôles portant les bobinages servant de capteur de position. Le bobinage du capteur sera avantageusement dédoublé et apparié en opposition. - Générateur d'impulsion (pi.2) caractérisé en ce que le stator du capteur faisant office de générateur d'impulsion et de la bobine d'allumage est bobiné en tambour selon deux axes disposés tel un # (Yu) & de sa réplique un ss (Lambda) pour faire une X (CROIX de St ANDRE) si le rotor tourne dans le sens du vilebrequin ou d'un 7 & de sa réplique pour refaire une CROIX de St ANDRE si le rotor tourne en sens inverse du vilebrequin (arbre à cames de 2 CV par exemple) de fanon à ce que les pôles du rotor qui balaient le ou les pôles du capteur dont les bobines sont situées sur les 2 rayons du même axe finissent de les coiffer lorsque les pôles du rotor décoiffent ceux de la ou des bobines d'allumage situées sur l'autre axe. La valeur minimum de l'entrefer du capteur est plus grande que celle de l'entrefer de la bobine d'allumage de façon à rendre dy plus petit par rapport à y (dy étant l'ampli- tude des vibrations du volant magnétique et y la valeur de 1 'entrefer) . La forme du capteur est de préférence en forme d'hyperbole plutôt qu'en forme de triangle de façon à ce que la valeur y de l'entrefer soit encore plus grande à grande vitesse et dy insignifiant par rapport à y lorsque les vibrations sont les plus fortes. La variante du TRIGGER est adoptée pour ne pas risquer une amorce d'étincelle à contre-temps à la chute de tension lorsque le pôle du rotor chargé d'exciter le capteur et de polarité opposée à celui qui excite la bobine d'allumage finit de coiffer la dite bobine d'allumage. Un axe bissectrice de l'angle le plus ouvert de la dite CROIX de St ANDRE comporte le ou les bobines d'éclairage pour faire un * (astérisque). Si l'avance est réglée à partir de la résistance réglable R sur une seule bobine du capteur en branchant les deux bobines, on pourra passer de y1 à - g - Générateur d'impulsions (pl.3) caractérisé en ce qu'il comporte au stator comme capteur une bobine sur rayon à pôle unique de forme hyperbolique de préférence et la bobine d'allumage bobiné en anneau sur un cadre à double pôle à 902 l'un de l'autre décalé dans le sens de la marche par rapport au capteur. Le rotor est constitué de 4 pôles à 902 l'un de l'autre. La valeur minimum de l'entrefer du capteur est plus grande que celle de l'entrefer de la bobine d'allumage. Le capteur est de préférence en forme d'hyperbole afin que l'entrefer soit plus important à grande vitesse. Lorsque lePpôle unique du capteur au stator finit d'être coiffé par un pôle du rotor, les deux suivants du rotor décoiffent simultanément des deux pôles de la bobine d'allumage. La variante du TRIGGER est adoptée pour ne pas risquer une amorce d'étincelle à contre-temps. I1 reste une place entre la bobine d'allumage et le capteur pour un cadre identique à celui de la bobine d'allumage pour la bobine d'éclairage. - Générateur d'impulsion fig.6 (pl.4) caractérisé en ce que la bobine du capteur est bobinée en anneau sur un cadre dont l'entrefer est plus grand que celui du cadre comportant la bobine d'allumage, les pôles du capteur étant prévus pour assurer l'avance à l'allumage. La fraction ou la totalité de la bobine d'allumage servant à l'éclairage à travers une diode sera de section de fil adéquate. - Générateur d'impulsions fig.7 (pl.4) caractérisé en ce que le capteur comporte 2 bobines bobinées en anneau, une sur chaque cadre, les 4 pôles du stator étant prévus pour assurer l'avance. La bobine d'allumage se trouve sur un cadre et la bobine d'éclairage sur l'autre. Mieux, ce modèle comporte une double bobine d'allumage, une sur chaque cadre et une diode supplémentaire assure l'éclai- rage à partir de tout ou partie de la dite bobine. - Générateur d'impulsion caractérisé en ce que le stator est bobiné en tambour selon 2 axes perpendiculaires et que sur l'axe comportant les 2 bobines du capteur et les 2 pôles assurant l'avance, les entrefers sont plus importants que sur l'autre axe où est bobiné la bobine d'allumage et la bobine d'éclairage. - Générateur d'impulsion caractérisé en ce que la bobine du capteur et la bobine d'allumage sont bobinées au stator en enroulements concentriques en couronne dont tous les pôles sont prévus pour assurer l'avance et comporte au minimum 4 pôles et de préférence 4 et 8 pôles jumelés comme dans le brevet FR 90 12645 pour augmenter la surface de l'ensemble des pôles et par suite 1'entrefer. L'éclairage peut se faire à travers une diode à partir de la bobine d'allumage. REVENDICATIONS 1. Générateur d'impulsions, destiné en particulier à l'allumage de moteurs à combustion interne, comportant un stator à électroaimants et un rotor à aimants permanents, en particulier db type extérieur, destiné à être entrain en rotation en particulier par un élément tournant du moteur à combustion interne, caractérisé en ce que la stator comporte deux bobinages, l'un des bobinages servant de bobine d'allumage et l'autre de capteur, et en ce qu'il est muni d'un moyen permettant de faire varier le couplage magnétique entre les pôles du rotor et certains aumoins des pôles du stator au cours de la rotation du rotor. 2. Générateur selon le revendication 1, caractérisé en ce que le moyen permettant de faire varier le couplage magnétique est constitué par la forme "vue du rotor" de certains des pôles statoriques, ces pôles étant de forme sensiblement triangulaire disposés de telle façon que les pôles rotoriques, au cours de leur mouvement, voient d'abord le sommet du triangle et quittent le pôle par sa base. 3. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le moyen permettant de faire varier le couplage magnétique est constitué par un entrefer variable disposé de telle façon que les pôles rotoriques, au cours de leur mouvement, voient d'abord la partie à entrefer important et quittent le pôle par la partie à entrefer réduit. 4. Générateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen parmettant de faire varier le couplage magnétique est situé sur les pôles portant le bobinage servant de capteur de position. 5- Selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, - Générateur d'impulsion (Lambda) pour faire une X (CROIX de St ANDRE) si le rotor tourne dans le sens du vilebrequin ou d'un y & de sa réplique pour refaire une CROIX de St ANDRE si le rotor tourne en sens inverse du vilebrequin (arbre à cames de 2 CV par exemple) de façon à ce que les pôles du rotor qui balaient le ou les pôles du capteur dont les bobines sont situées sur les 2 rayons du même axe finissent de les coiffer lorsque les pôles du rotor décoiffent ceux de la ou des bobines d'allumage situées sur l'autre axe. La valeur minimum de l'entrefer du capteur est plus grande que celle de l'entrefer de la bobine d'allumage de façon à rendre dy plus petit par rapport à y (dy étant l'amplitude des vibrations du volant magnétique et y la valeur de 1'entrefer). La forme du capteur est de préférence en forme d'hyperbole plutôt qu'en forme de triangle de façon à ce que la valeur y de l'entrefer soit encore plus grande à grande vitesse et dy insignifiant par rapport à y lorsque les vibrations sont les plus fortes. La variante du TRIGGER est adoptée pour ne pas risquer une amorce d'étincelle à contre-temps à la chute de tension lorsque le pôle du rotor chargé d'exciter le capteur et de polarité opposée à celui qui excite la bobine d'allumage finit de coiffer la dite bobine d'allumage. Un axe bissectrice de l'angle le plus ouvert de la dite CROIX de St ANDRE comporte le ou les bobines d'éclairage pour faire un * (astérisque). 6- Selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, - Générateur d'impulsions (pl.3) caractérisé en qu'il comporte au stator comme capteur une bobine sur rayon à pôle unique de forme hyperbolique de préférence et la bobine d'allumage bobiné en anneau sur un cadre à double pôle à 902 l'un de l'autre décald dans le sens de la marche par rapport au capteur. Le rotor est constitué de 4 pôles à 902 l'un de 1 'autre. La valeur minimum de l'entrefer du capteur est plus grande que celle de l'entrefer de la bobine d'allumage. le capteur est de préférence en forme d'hyperbole afin que l'entrefer soit plus important à grande vitesse. Lorsque le pôle unique du capteur au stator finit d'être coiffé par un pôle du rotor, les deux suivants du rotor décoiffent simultanément des deux pôles de la bobine d'allumage. La variante du TRIGGER est adoptée pour ne pas risquer une amorce d'étincelle à contre-temps. I1 reste une place entre la bobine d'allumage et le capteur pour un cadre identique à celui de la bobine d'allumage pour la bobine d'éclairage. 7- Selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, - Générateur d'impulsions fig.6 (pl.4) caractérisé en ce que la bobine du capteur est bobinée en anneau sur un cadre dont l'entrefer est plus grand que celui du cadre comportant la bobine d'allumage, les pôles du capteur étant prévus pour assurer l'avance à l'allumage. La fraction ou la totalité de la bobine d'allumage servant à l'éclairage à travers une diode sera de section Ce fil adéquate. 8- Selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, - Générateur d'impulsions fig.7 (pl.4) caractérisé en ce que le capteur comporte 2 bobines bobinées en anneau, une sur chaque cadre, les 4 pôles du stator étant prévus pour assurer 1 'avance. La bobine d'allumage se trouve sur un cadre et la bobine d'éclairage sur l'autre. Mieux, ce modèle comporte une double bobine d'allumage, une sur chaque cadre et une diode supplémentaire assurera l'éclairage à partir de tout ou partie de la dite bobine. 9- Selon l'une quelconque des revendications 1, 2, , 4, - Générateur d'impulsion caractérisé en ce que le stator est bobiné en tambour selon deux axes perpendiculaires et que sur l'axe comportant les 2 bobines du capteur et les 2 pôles assurant l'avance, les entrefers sont plus importants que sur l'autre axe où est bobiné la bobine d'allumage et la bobine d'éclairage. 10- Selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, - Générateur d'impulsion caractérisé en ce que la bobine du capteur et la bobine d'allumage sont bobinées au stator en enrouliment concentrique en couronne dont tous les pôles sont prévus pour assurer l'avance et comporte au minimum 4 pôles et de préférence 4 et 8 pôles jumelés comme dans le brevet FR 90 12645 pour augmenter la surface de l'ensemble des pôles et par suite l'entrefer. L'éclairage peut se faire à travers une diode à partir de la dite bobine d'allumage.