Brevet FR2748784A1 — publié le 19971121

SYSTEME DE COMMANDE D'ALLUMAGE La présente invention concerne un système de commande d'allumage, dans lequel un thyristor est utilisé afin de contrôler la charge/décharge d'un condensateur servant à fournir un courant électrique qui passe dans une bobine d'allumage, en vue de produire une étincelle à parlir d'une bougie d'allumage. Classiquement, le système d'allumage à décharge de condensateur (Capacitor-Discharge @gnition - CDI) est utilisé à titre de système d'allumage pour un moteur à combustion interne d'une motocyclette. Dans les systèmes CDI, un courant électrique, qui passe par une bobine d'allumage afin de produire une étincelle à partir d'une bougie d'allumage, est fournie par la décharge d'un condensateur qui est typiquement connecté en série à un enroulement primaire d'une bobine d'allumage. La charge/décharge du condensateur peut être contrôlée à l'aide d'un thyristor qui est mis en service par un signal impulsionnel, produit à une position angulaire de vilebrequin appropriée. Un exemple de tels systèmes classiques d'allumage de type CDI pour un moteur à combustion interne est représenté sur la figure 7. Dans ce système d'allumage, un générateur de courant alternatif ACG est connecté à une borne de charge CH d'un système de commande d'allumage 41, landis qu'un générateur d'impulsion (ou un pulseur) est connecté à une borne d'entrée d'impulsions PU du système de commande d'allumage 41. Le pulseur produit des impulsions positives et négatives à un cadencement prescrit associé à un angle de vilebrequin du moteur à combustion interne. Une borne de sortie IG du système de commande d'allumage 41 est connectée à un enroulement primaire 2a d'une bobine d'allumage 2, et une bongie d'allumage 3 est connectée à un enroulement secondaire 2b de la bobine d'allumage 2. Dans ce Système de commande d'allumage 41, un condensateur C1 est connecté entre la borne de charge CH et la borne de sortie TG. Le noeud se trouvant entre la borne TC et le condensateur C1 est connecté à la masse via une diode D1, et te noeud VC se trouvant entre la borne CH et le condensateur Cl est connecté à la masse via un thyristor SCR, en vue de contrôler la charge/décharge du condensateur C1. te thyristor SCR est attaqué par un signal de déclenchement appliqué à sa gâchette, provenant d'un circuit de production de signaux de déclenchement 42, qui produit le signal de déclenchement à partir d'un signal impulsionnel positif lui étant fourni via la borne PU et une diode. La gâchette du thyristor SCR est connectée à la masse via une résistance R6. Le système d'allumage fonctionne comme suit. Lorsque le thyristor SCR est mis en service en réponse à une Impulsion positive lui étant appliquée à la borne PU, le condensateur C1, qui a été chargé par un courant électrique, est déchargé et le courant de charge s'écoule dans l'enroulement primaire 2a de la bobine d'allumage 2, produisant und étincelle de la part de la bougie d'allumage 3. Dès que le condensateur Cl est déchargé, le potentiel électrique, se troivant à une valeur VC, diminue de façon idéale jusqu'à la valeur zéro à peu près instantanément, et un courant analogue à une impulsion Is s'écoule dans te thyristor SCR, comme représenté par les formes d'ondes du côté gauche de la figure 8. Ensuite, le thyristor SCR est mis hors service, ce qui permet au condensateur Cl d'entre rechargé. Ce processus est répété de manière à produire des étincelles ronsécutives à partir de la bougie d'allumage 3, à des cadencements appropriés. Cependant, dans certains cas, une certaine partie de la charge électrique stockée dans le condensateur C1 n'est pas déchargée en une période de temps suffisamment courte et est graduellement déchargée sous la forme d'un faible courant, passant dans le thyristor SCR. Ceci est le processus inverse de "l'absorption diélectrique" bien connu, qui est un phénomène dans lequel le courant de charge continue à s'écouler dans Se condensateur pendant un certain temps après que la tension de charge appliquée sur le c Au vu de tels problèmes de l'art antérieur, un but principal de la présente invention est de proposer un système de commande allumage qui puisse mettre hors service de façon fiable un thyristor utilisé afin de contrôler la charge/décharge d'un condensateur connecté à une bobine d'allumage produisant une étincelle. Un deuxième but de la présente invention est de proposer un système de commande d'allumage se présentant sous la -Forme d'un simple circuit, pour un coût supplémentaire minimal. Afin d'atteindre les buts, la présente invention propose un système de commande d'allumage d'un moteur à combustion interne comprenant : un condensateur adapte de façon à être chargé par un courant de charge; un thyristor qui est sélectivement mis en service par un signal de déclenchement fourni. à sa gâchette afin de décharger le condensateur, de manière que le condensateur fournisse un courant électrique à une bobine d'allumage; un moyen produisant un signal impulsionnel en association avec la position angulaire de vilebrequin du moteur à combustion interne; et un moyen de commande de potentiel de gâchette qui forme le signal impulsionnel afin d'obtenir un signal mis en forme ayant un flanc avant augmentant jusqu'à un niveau de potentiel positif, et un flanc arrière chutant vers un niveau de potentiel négatif et applique le signal mis en forme à la gâchette du thyristor. Selon un aspect de ta présente invention, le signal impulsionnel comprend un signal demi.-onde positif et le moyen de commande de potentiel de gâchette comprend un c Selon un autre aspect de la présente invention, le signal impulsionnel consiste en une onde rectangulaire, et le moyen de commande de potentiel de gâchette comprend un circuit de différenciation servant à mettre en forme l'onde rectangulaire en vue d'obtenir un signal mis en forme ayant une crête de potentiel Positif correspondant à un flanc avant de l'onde rectangllla.ire et une chute de potentiel rtegatif correspondant à un Flanc arrière de l'onde rectangulaire. De cette manière, le potentiel de gâchette du thyristor est amené à l'état bas vers un potentiel négatif au niveau du flanc arrière d'un signal de déclenchement fourni à ta gâchette du thyristor. Ce potentiel négatif appliqué sur ta gâchette force le thyristor à être mis hors service, meme si un faible courant passe dans le thyristor en raison du processus inverse de l'absorption diélectrique, empêchant toute défai.llance au niveau de la harge du condensateur. D'autres buts caractéristiques et avantages supplémentaires de l'invention vont apparaître plus clairement à la lecture de la description qui suit. La présente @ invention est décrite à présent ci-après en se référant aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est un diagramme de circuit schématique, représentant un mode de réalisation d'un systÉème de commande d'allumage selon la présente invention; la figure 2 représente les formes d'ondes de potentiel au niveau d'une borne PU, d'un noeud Va et d'un noeud Vg de la figure 1; la figure 3 est un diagramme de circuit schématique, représentant un deuxième mode de réalisation d'un système de commande d'allumage selon la présente -t nvention; la figure 4 représente les formes d'ondes de potentiel au niveau d'une borne PU, d'un noeud A et d'un noeud Vg de la figure 3; a figure 5 est un diagramme de circuit schématique, représentant un troisième mode de réalisation la figure 6 représente les formes d'ondes de potent-iel au niveaii de noeuds V1 et V2 de la figure 5; la figure 7 est un diagramme de circuit schématique, représentant un système de commande d'allumage classique; et la figure R représente la forme d'onde de potentiel atc niveau d'un noeud VC et le courant électrique Ts qui passe dans le thyristor SCR de la figure 7. La figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation d'un système de commande d'allumage selon la présente invention, dans lequel des composants analogues à eux de la figure 7 sont désignés par les mêmes numéros de référence que ceux utilisés sur la figure 7. Dans le système de commande d'allumage 1 de la figure 1, un circuit CR4, consistant en une rés.istance R2 et un condensateur de commande de gâchette C2, est connecté à une borne d'entrée d'impulsions PU, au niveau de laquelle la résistance R2 et le condensateur C2 sont connectés en parallèle. Le circuit CR4 est également connecté à la gâchette d'un thyristor SCR vca une résistance R1. La cathode du thyristor SCR est conneslt 4e à la masse via une diode D2, et la gâchette du thyristor SCR est connectée A I'anode de la diode D2 via une résistance R3. En se référant aux formes d'ondes représentées sur la figure 2, le fonctionnement du système de commande d'allumage 1 est décrit ci-après. De manière analogue au mode de réalisation de l'art antérieur représenté sur la figure 7, des -impulsions positives et négatives sont fournies par le contacteur à la borne PU selon des position angulaires de vilebrequin prescrites, lorsque le générateur ACG tourne. En entrant dans le circuit CR4, les impulsions positives chargent le condensateur C2 de commande de gâchette. Les impulsions négatives amènent à l'état bas la gâchette dlt thyristor SCR, vers leur potentiel de crête négatif. Cependant, en raison de la diode D2, ceci i ne provoque pas l'application d'une tension i.nverse excessive sur la jonction PN entre la gâchette et la cathode du thyristor SCR. Le thyristor SCR est mis hors service de la manière suivante. Lorsqu'une impulsion positive est fournie comme représenté par la forme d'onde la plus haute sur la figure 2, le potentiel au niveau d'une Va change, comme représenté par la forme d'onde du milieu sur la figure 2. Lorsque le potentiel au niveau du noeud Va dépasse une valeur prescrite, il met en service le thyristor SCR, et le potentiel au niveau du noeud Vg (tension de gâchette) est limité à une certaine valeur en raison polarisation en sens direct d'une jonction PN dans le thyristor SCR, comme représenté par la forme d'onde la plus basse. Lorsque le signal impulsionnel positif diminue, le potentiel au niveau du noeud Va diminue également. Dans ce cas, ie potentiel au niveau d'une Va diminue jusqu'à un potentiel négatif au niveau du u flanc arrière du signal impulsionnel positif, en raison de la charge électrique stockée dans le condensateur C2, et le noeud Vg ou la gâchette du thyristor SCR est également amenée à l'état bas vers un potentiel négatif. Ceci i force le thyristor SCR à erre mis hors service, meme si un faible courant passe dans ce thyristor SCR, en raison du processus inverse de 1'absorption diélectrique mentionnée ci-dessus. Ceci est dû au fait que le potentiel négatif f au niveau du noeud Vg amène à un niveau plus élevé le courant de maintien Ih, qui est le courant qui est nécessaire pour maintenir le thyristor SCR en service. Par conséquent, la défaillance de charge du condensateur C1 imputable à la mise hors service défectueuse du thyristor est évitée. Il est possible de commencer la charge du condensateur C1 immédiatement après qt Ta figure 3 représente un deuxième mode de réalisation analogue a celui représenté sur la figure 1, et les composants analogues à ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes numéros que ceux utilisés sur la figure 1. Dans ce système de commande d'allumage 11, la borne PU est connectée à l'anode d'une diode D3 dont la cathode est connectée au condensateur de commande de gâchette C2, connectée à son tour à la gâchette du thyristor SCR via une résistance Ri. Le noeud AS placé entre la diode D3 et le condensateur de commande de gâchette C2, est connecté à la masse via une résistance R4. En se référant aux formes d'ondes de la figure 4, des impulsions positives et négatives sont amenées à la borne PU de la même manière que celles décrites ci-dessus. Cependant, la diode D3 bloque les impulsions négatives. Le potentiel au niveau d'une A de la figure 3 change, comme représenté par la forme d'onde du milieu sur la figure 4. Dans ce deuxième mode de réalisation également, la charge él entre que stockée dans le condensateur de commande de gâchette C2 amène à l'état bas la gâchette vers un potentiel négatif, et le Fonctionnement et les effets sont analogues a ceux du mode de réalisation décrits ci-dessus. De cette manière, les condensateurs de commande de gâchette C2 des figures 1 et 3, fonctionnent comme un décaleur de niveau qui abaisse le niveau du signal impulsionnel positif d'entrée. La figure 5 représente un troisième mode de réalisation selon la présente invention. Dans ce mode de réalisation, au lieu de connecteur directement à la borne PU comme représenté dans les modes de réalisation ci-dessus, on utilise un circuit générateur d'impulsion 33 qui comprend une CPU, un circuit intégré, TC de type analogique ou analogue et produit un signal impulsionnel de forme rectangulaire, à un cadencement d'allumage approprié selon la vitesse du moteur précitée. Un circuit d'amenée de tension constante 32 est conneirté à la borne CH afin d'amener une tension constante Vcc au circuit générateur d'impulsion 33. Des signaux impulsionnels positifs, provenant du circuit. générateur dlimptllsion 33, sont fournis à la gachette du thyristor SCR via un condensateur de commande de vachette C2 et une résistance R1. Dans ce mode de réalisation, la forme d'onde de potentiel au niveau d'une Vl sur la figure 5 est une impulsion rectangulaire dont la crete se situe à peu près à la valeur Vcc, comme représenté par la forme d'onde supérieure de la figure 6. En raison de la nature du circicit de différenciation CR 34, la forme d'onde de potentiel au niveau dit noeud V2 entre le condensateur de commande de gâchette C2 et la résistance R1, présente une forme d'onde différenciée ayant une crete de potentiel positive à peu près gale à Vcc au niveau du flanc avant de l'impulsion rectangulaire, et une chute de potentiel négative à peu prés gale à -Vcc au niveau du flanc arrière de l'impulsion rectangulaire, comme représenté par la forme d'onde inférieure de la figure 6. La chute négative de la forme d'onde différenciée amène à l'état bas la gâchette du thyristor SCR vers un potentiel négatif, forgant le thyristor SCR à être mis hors service. Le fonctionnement et les effets de ce cas sont également analogues à ceux des premier et deuxième modes de réalisation décrits ci-dessus. Ainsi, selon la présente invention, en amenant à l'état bas la gâchette d'un thyristor vers un potentiel négatif, lorsque le signal impulsionnel de mise en service du thyristor disparaît, le thyristor est forcé à être mis hors service, et toute défaillance de charge du condensateur est empêchée. Bien que la présente invention ait été décrite en termes de modes de réalisation spécifiques de cette dernière, il est possible de modifier et changer des détails de cette dernière sans sortir de l'esprit de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Système de commande d'allumage d'un moteur à combustion interne, comprenant un condensateur (Cl) adapté de façon à être chargé par un courant de charge; un thyristor (SCR) qui est sélectivement mis en service par un signal de déclenchement fourni à sa gâchette afin de décharger le condensateur (Cl), de manière que le condensateur (Cl) fournisse un courant électrique à une bobine d'allumage; un moyen produisant un signal impulsionnel en association avec la position angulaire du vilebrequin du moteur à combustion interne; et un moyen de commande de potentiel de gâchette qui forme le signal impulsionnel afin d'obtenir un signal mis en forme, ayant un flanc avant augmentant jusqu'à un niveau de potentiel positif, et un flanc arrière chutant vers un niveau de potentiel négatif, et applique le signal mis en forme à la gâchette du thyristor (SCR). 2. Système de commande d'allumage selon la revendication 1, dans lequel le signal impulsionnel comprend un signal demi-onde positif et le moyen de commande de potentiel de gâchette comprend un condensateur (C2) de commande de gâchette qui est connecté entre le moyen de production d'un signal impulsionnel et la gâchette du thyristor (SCR), le condensateur (C2) de commande de gâchette servant de décaleur de niveau qui abaisse le niveau du signal demi-onde positif de manière qu'un flanc arrière du signal demi-onde positif chute jusqu'à un niveau de potentiel négatif. 3. Système de commande d'allumage selon la revendication 1, dans lequel le signal impulsionnel consiste en une onde rectangulaire, et le moyen de commande de potentiel de gâchette comprend un circuit de différenciation servant à mettre en forme l'onde rectangulaire en vue d'obtenir un signal mis en forme ayant une crête de potentiel positif correspondant à un flanc avant de l'onde rectangulaire et une chute de potentiel négatif correspondant à un flanc arrière de l'onde rectangulaire. 4. Système de commande d'allumage selon la revendication 2, dans lequel le moyen de production d'un signal impulsionnel comprend un pulseur connecté au condensateur (C2) de commande de gâchette, et le moyen de commande de potentiel de gâchette comprend en outre une première résistance tu2), connectée en parallèle au condensateur (C2) de commande de gâchette; une deuxième résistance (Rl), connectée entre le condensateur (C2) de commande de gâchette et la gâchette du thyristor (SCR); une troisième résistance (R3), connectée entre la gâchette et une cathode du thyristor (SCR); et une diode (D2) ayant une anode connectée à la cathode du thyristor (SCR) et une cathode connectée à la massue. 5. Système de commande d'allumage selon la revendication 2, dans lequel le moyen de production d'un signal impulsionnel comprend un pulseur et le moyen de commande de potentiel de gâchette comprend en outre une diode (D3) ayant une anode connectée au contacteur et une cathode connectée au condensateur (C2) de commande de gâchette; une première résistance (R4), connectée entre la masse et la cathode de la diode (D3) une deuxième résistance (ri), connectée entre le condensateur (C2) de commande de gâchette et la gâchette du thyristor (SCR); et une troisième résistance (R3) connectée entre la gâchette et une cathode du thyristor (SCR). 6. Système de commande d'allumage selon la revendication 3, dans lequel le circuit de différenciation comprend un condensateur (C2) de commande de gâchette, connecté ail moyen de production d'un signal impulsionnel; une première résistance (R4), connectée entre la nasse et lln noeud se trouvant entre le condensateur (C2) de commande de gâchette et le moyen de production d'un signal impulsionnel; une deuxième résistance (R1) connectée entre le condensateur (C2) de commande de gâchette et la gâchette du thyristor (SCR); et une troisième résistance (R5) connectée entre la gâchette et la cathode du thyristor (SCR).