Brevet FR2746451A1 — publié le 19970926

SYSTEME ~ ET PROCEDE DE COMMANDE D'ALLUMAGE D'UN MOltUK A COMBUSTION INTERNE La présente invention concerne un système et un procédé de commande de l'allumage pour un moteur à combustion interne, dans lequel un condensateur est déchargé par un signal de déclenchement, de manière qu'une étincelle soit produite depuis une bougie d'allumage a étincelle, connectée à une bobine secondaire d'une bobine d'allumage. De façon classique, certains systèmes d'allumage tels qu'un système destiné à un moteur à combustion interne pour une motocyclette utilisent un système CDI, dans lequel une étincelle venant de la bougie est générée sous forme d'un arc de courant alternatif dans lequel une tension positive et une tension négative apparaissent alternativement. Dans un tel système d'allumage un condensateur peut être connecté en série au côté primaire de la bobine d'alluaage de manière que le condensateur soit déchargé par un thyristor mis en service par un signal de déclenchement commandé en tonction du temps. Dans le système d'allumage décrit ci-dessus un signal d'allumage (ou un signal de déclenchement) d'une durée T prédéterminée généré à chaque allumage comme représenté sur la figure 3. A partir de la génération du signal de déclenchement, une forme d'onde de tension tel le que représentée dans ce dessin est générée du côté primaire de la bobine d'allumage et un arc de courant alternatif est produit. Cette forme d'onde de la tension diminue graduellement, comme représenté sur la figure 3 et, le plus souvent, disparaît après écoulement d'une periode de temps t. II y a plusieurs manières d'améliorer les caractéristiques d'allumage dans la commande de l'allumage d'un moteur comme en utilisant un condensateur ayant une grande capacité ou une augmentant la tension de charge d'un condensateur en vue d'augmenter l'énergie de décharge, ou en utilisant une bobine d'allumage ou une inductance primaire plus grande pour augmenter la durée de l'étincelle (la période de temps t mentionnée ci-dessus). Cependant, le fait d'augmenter la capacité ou la tension du condensateur demande non seulement d'avoir un condensateur de haute performance mais également d'avoir des thyristors, des diodes et des convertisseurs haute performance et l'augmentation de l'inductance primaire demande d'avoir une bobine d'allumage de grande taille. Tout cela augmente le coût et mène à une augmentation de la consommation électrique par le système CDI. Pour résoudre les problèmes décrits ci-dessus afin d'améliorer les caractéristiques d'allumage, sans augmenter la taille ni le coût du système, il est nécessaire de décharger, à titre d'énergie destinée à l'allumage d'une bougie à étincelle, l'énergie qui est stockée dans un condensateur ceci de la valeur d'une quantité correcte et pendant une période de temps correcte qui est ajustée pour la propagation d'une flamme de combustion. Au vu de ces problèmes de l'art antérieur, un objet principal de l'invention est de proposer un système et un procédé destiné à commander l'allumage d'un moteur à combustion interne pouvant améliorer les caractéristiques d'allumage sans augmenter la taille et le coût d'un système d'allumage. Un autre objet de la présente invention est de proposer un système et un procédé pouvant donner des caractéristiques d'allumage optimales, selon les conditions de fonctionnement du moteur telles que la vitesse de rotation et la température du moteur. Pour atteindre les objets indiqués, selon un aspect de la présente invention, un système de commande d'allumage destiné à contrôler l'allumage d'un moteur à combustion interne est proposé dans lequel l'allumage est obtenu par des moyens de commutation de fonctionnement, à l'aide d'un signal de déclenchement fourni par les moyens de commande, en vue de décharger un condensateur qui est connecté à un coté primaire d'une bobine d'allumage, caractérise en ce que le signal de déclenchement est généré sous forme de pluraliste d'impulsions de déclenchement, dont la largeur est inférieure à la valeur d'un cycle de décharge du condensateur, de manière à produire ainsi une pluralité d'étincelles discrètes, séparées par des périodes de repos pour chaque allumage. Selon un autre aspect de la présente invention, i i est proposé un procédé de commande de l'allumage d'un moteur à combustion interne, dans lequel l'allumage est obtenu a l'aide de moyens de commutation de fonctionnement avec un signal de déclenchement fourni depuis le moyen de commande pour décharger un condensateur qui est connecté à un côté primaire d'une bobine d'allumage, le procédé comprenant l'étape de génération du signal de déclenchement sous forme d'une pluralité d'impulsions de déclenchement pour chaque allumage, de manière à produire une pluralité d'étincelles discrètes qui sont séparées par des périodes de repos. Ainsi, sans augmenter la taille ni le coût d'un système d'allumage, la présente invention peut améliorer les caractéristiques de l'allumage de la meme manière que le fait une étincelle simple, continue, d'une durée prolongée. D'autres objets caractéristiques et avantages de l'invention vont devenir mieux évidents à la lecture de la description détaillée ci-aprés. La présente invention est décrite à présent ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est un schéma de circuit représentant un système d'allumage pour un moteur à combustion interne d'une motocyclette selon la présente invention; la figure 2 est un diagramme de positionnement temporel montrant la maniere de commander selon la présente invention; la figure j est un diagramme de positionnement temporel montrant la manière de commander un système d'allumage selon l'art antérieur. La tigure 1 représente un schéma de circuit montrant un système d'allumage destiné à un moteur à combustion interne pour une motocyclette selon la présente invention. Comme représenté sur la figure 1, une batterie 2 est connectée à une borne de tension BT d'un circuit CDI 1. Une bobine d'un pulseur 4 est connectée a une borne d'entrée d'impulsions PU pour générer un signal de référence et de positionnement temporel d'allumage, configuré en impulsions, lorsque, par exemple, un générateur de courant alternatif 3 tourne. A une borne de sorte IG est connectée une bobine primaire 5a d'une bobine d'allumage 5 et une bobine d'allumage 6 est connectée à une bobine secondaire 5b de la bobine d'allumage 5. Dans le circuit CDI 1, un convertisseur continu-continu 7 et un condensateur principal C1 sont connectés, en série et dans cet ordre, sur une ligne électrique, s'étendant de la borne BT à la borne IG. De manière correspondante, le condensateur principal C1 est connecté la bobine principale 5a de la bobine d'allumage 5, via la borne IG. Chaque signal de référence de positionnement temporel de l'allumage, qui est fourni à la borne Pu, est converti par un circuit de configuration de torme d'onde 8 en un signal d'impulsion positive ou négative, qui est transmis à une borne d'entrée I1 ou I2 de la CPU 9, respectivement. La CPU 9 est utilisée comme moyen de commande. Une diode D1 et un thyristor SCR sont connectés à la partie de la ligne de puissance s'étendant entre le convertisseur continu continu 7 et le condensateur principal C1 et chacun d'entre eux sont connectés à la ligne de masse. Lorsque le thyristor SCR est mis en service du courant électrique passe du condensateur principal C1 par le thyristor SCR et par la ligne de masse vers la bobine principale 5a. Ensuite, le courant passe dans le sens opposé, de la bobine principale 5a, par la ligne de masse et la diode D1, vers le condensateur principal C1. Il en résulte qu'une étincelle ayant une forme d'onde en courant alternatif est produite par la bougie d'allumage 6 et que la forme d'onde de la décharge du condensateur principal C1 devient oscillatoire. A présent, la manière de commander selon la présente invention, est décrite ci-après en référence à la figure 2. Selon la présente invention, un signal de déclenchement contient une pluralité d'impulsions de déclenchement tel les que représentées dans la forme d'onde supérieure de la figure 2 lorsqu'une impulsion de déclenchement contenue dans le signal de déclenchement est émise de la borne de sortie 01 de la CPU 9, le thyristor SCR est mis en service et le condensateur principal C1, qui a été chargé, commence a se décharger, entraînant le passage de courant par la bobine principale 5a. Comme décrit ci-dessus, ceci génère une forme d'onde de tension à la borne IG se présentant sous la forme d'une onde de résonance (forme d'onde alternative) représentée sous la forme de l'onde inférieure de la figure 2. Selon le mode de réalisation de la présente invention, la largeur (Tt) d'une impulsion de déclenchement est conçue pour être plus courte que la durée d'un cycle (Ts) de la forme d'onde de décharge du condensateur principal C1, de manière que le condensateur principal C1 arrête la décharge après avoir déchargé sur la durée d'un cycle comme représenté par la forme d'onde inférieure sur la figure 2. Ensuite, une deuxième impulsion de déclenchement est générée après écoulement d'une periode résiduelle T1 prédéterminée, entraînant la décharge du condensateur LI pour un autre cycle. En variante, une troisième impulsion de déclenchement peut être générée lorsqu'une période de repos T2 s'est écoulée après la deuxième décharge du condensateur principal Ci. De cette manière, une pluralité d'étincelles discrètes sont générées pour chaque allumage. Ceci peut avoir un effet equivalent à un allumage unique continu d'une durée prolongée ta ( > t), sans augmenter l'énergie nécessaire pour produire les étincelles. De plus, étant donné que le positionnement temporel de ia génération des impulsions de déclenchement est régulé par la CPU 9, il n'est pas nécessaire de prévoir un circuit séparé pour ajuster la ou les constantes de temps en permettant un réglage facile aux périodes résiduelles (par exemple T1 et T2) et du nombre d'impulsions de déclenchement contenues dans un signal de déclenchement. Etant donné que chaque étincelle discrète a éte tormée par un cycle de courant de décharge dans le côté primaire de la bobine d'allumage dans le mode de realisation décrit ci-dessus, il est également possible de former chaque étincelle discrète avec une pluralité de cycles de courant de décharge, par un prolongement approprié de la largeur ou de la durée de chaque impulsion de déclenchement. De maniée correspondante, un allumage efficace optimal peut être obtenu, convenant à la caractéristique de propagation de la flamme de combustion autour de la bobine d'allumage qui, à son tour, dépend des conditions de fonctionnement du moteur tel les que l'état de la vitesse de rotation moteur, la température moteur, l'accélération du véhicule, etc. Comme décrit ci-dessus selon la présente invention, simplement en ajustant le positionnement temporel de génération des impulsions de déclenchement on peut obtenir un effet équivalent à une étincelle d'une durée prolongée et les caractéristiques d'allumage peuvent être améliorées sans nécessiter aucune forme de modification majeure du système classique, tel que par utilisation d'un condensateur d'une plus grande capacité. Ceci va mener à augmenter la quantité de kilomètres pouvant être parcourue par une automobile en fonction d'une même quantité de carburant et va contribuer à améliorer la qualité des gaz émis par le moteur. REVENDICATIONS 1. - Système de commande d'allumage pour un moteur à combustion interne, comprenant: une bobine d'allumage (5); un condensateur (C1) connecté au côté primaire (boa) de la bobine d'allumage (5); des moyens de commutation (SCR) pour décharger sélectivement le condensateur (C1); et des moyens de commande (CPU) destinés à générer un signal de déclenchement pour faire fonctionner les moyens de commutation (SCR), caractérisé par le fait que le signal de déclencheur comprend une pluralité d'impulsions de déclencheur pour chaque allumage, de manière à produire une pluralité d'étincelles discrètes séparées par des périodes de repos (T1, T2). 2. - Systeme de commande d'allumage pour un moteur à combustion interne selon la revendication 1, carctérisé par le fait que la forme d'onde de décharge du condensateur (C1) est une forme d'onde de courant alternatif, et chacune parmi la pluralité des impulsions de déclencheur a une largeur (Tt) plus courte que la valeur d'un cycle (Ts) de la forme de décharge du condensateur (C1). 3. - Systeme de commande d'allumage pour un moteur à combustion interne selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les moyens de commande (CPU) comprennent des moyens pour ajuster l'intervalle existant entre des impulsions de déclencheur adjacentes, de maniere que les périodes de repos (T1, T2) entre les étincelles adjacentes puissent être modifiées selon 1 'état de fonctionnement du moteur. 4. - Procédé de commande d'allumage pour un moteur à combustion interne, dans lequel l'allumage est obtenu à l'aide de moyens de commutation de fonctionnement (SCR), avec un signal de déclencheur fourni à partir des moyens de commande (CPU), pour décharger un condensateur (C1) connecté au côté primaire (5a) d'une bobine d'allumage (5), caractérisé par le fait que le procédé comprend l'étape consistant à. générer le signal de déclencheur sous forme d'une pluralité d'impulsions de déclencheur pour chaque allumage, de manière à produire une pluralité d'étincelles discretes séparées par des périodes de repos (T1, T2). 5. - Procédé de commande d'un moteur à combustion interne selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la forme d'onde de décharge du condensateur (C1) est une forme d'onde de courant alternatif, et chacune parmi la pluralité des impulsions de déclencheur a une largeur (Tt) plus courte qu'un cycle (Ts) de la forme d'onde de décharge du condensateur (C1). 6. - Procédé de commande d'un moteur à combustion interne selon la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre l'étape consistant à ajuster l'intervalle entre des signaux de déclencheur adjacents, de manière à faire varier les périodes de repos (T1, T2) entre des étincelles adjacentes selon l'état de fonctionnement du moteur.