Brevet FR2747430A1 — publié le 19971017

Système d'allumage La présente invention concerne des systèmes d'allumage et, plus particulièrement, des systèmes d'allumage d'un type dans lequel un convertisseur continu-continu est utilisé afin de fournir une haute tension requise à une unité d'allumage. Différents types de systèmes d'allumage sont utilisés pour des moteurs à combustion interne destinés à des véhicules automobiles et des motocyclettes. Certains des systèmes d'allumage destinés à des motocyclettes utilisent un convertisseur continu-continu, afin de fournir une haute tension requise par une unité d'allumage de type à allumage à décharge de condensateur. Ce type de systèmes d'allumage est dénommé systèmes d'allumage à décharge de condensateur au point mort (DCCDI). Les systèmes DCDCDI sont normalement commandés par des dispositifs électroniques tels qu'une unité centrale de traitement (CPU), un circuit intégré (IC) ou analogue. La figure 3 est un schémas de circuit d'un système DCCDI classique. Un générateur de courant alternatif 1 est connecté à un circuit régulateur/redresseur 2, dont la sortie est connectée à une batterie 3, ainsi qu a une extrémité d'un enroulement primaire 16a d'un transformateur 16 dans un convertisseur continu-continu 5, via un circuit 4 de protection contre les surtensions. Le transformateur 16 présente deux enroulements secondaires : le premier enroulement secondaire 16b est connecté à une unité d'allumage 8 comprenant un condensateur principal Cc, et le deuxième enroulement secondaire 16c est connecté à une CPU 9 destinée à une commande d'avance a l'allumage. L'autre extrémité de l'enroulement primaire 16a est connectée à la masse via un transistor de commutation T qui est commandé par un circuit de commande de convertisseur continu-continu 7. Comme représenté sur la figure 3, le premier enroulement secondaire 16b est connecté à l'unité d'allumage 8 via une diode, de manière qu'une tension produite sur le premier enroulement secondaire 16b polarise dans le sens direct la diode lorsqu'un courant passant dans l'enroulement primaire 16a est interrompu par le transistor T. En d'autres termes, le premier enroulement secondaire l6b est placé dans un "agencement indirect". D'autre part, le deuxième enroulement secondaire 16c, le calculateur (CPU) 9 et la diode D2 placée entre eux sont connectés de manière qu'une tension produite sur le deuxième enroulement secondaire 16c polarise dans le sens direct de la diode D2, lorsqu'un courant passant par l'enroulement primaire 16a augmente tandis que le transistor T est mis en service. En d'autres termes, le deuxième enroulement secondaire 16c est branché dans un "agencement direct". Ainsi, les systèmes DCCDI classiques sont conçus de manière que l'un des enroulements secondaires se trouve dans l'agencement indirect et que l'autre se trouve dans l'agencement direct. Ceci est dû au fait qu'il est considéré dans l'art antérieur que, si les premier et deuxième enroulements secondaires étaient tous deux dans l'agencement indirect, ces enroulements secondaires nuiraient l'un à l'autre, par exemple la forme d'ondes en dents de scie de la tension Vc, résultant d'une charge/décharge du condensateur Cc, provoquerait des fluctuations de la tension Vcc qui est fournie à la CPU 9 sur la figure 3. Le système DCCDI classique représenté sur la figure 3 est pourvu du circuit 4 de protection contre les surtensions, afin de réguler la tension Vdd lorsque la batterie 3 est déconnectée ou qu'elle ne peut autrement pas fonctionner correctement. Cependant, le circuit 4 de protection contre les surtensions complique le circuit du système d'allumage et la chute de tension provoquée par le thyristor dans le circuit 4 de protection contre les surtensions peut engendrer de problèmes, spécialement si la tension d'amenée Vb est faible. En outre, dans de tels systemes DCCDI, la tension Vc fournie à l'unité d'allumage 8 du côté du premier enroulement secondaire est ramenée au circuit de commande de convertisseur continu-continu 7, qui commande le transistor de commutation T afin de commander la tension Vc. Par conséquent, le circuit 4 de protection contre les surtensions est virtuellement destiné à protéger le circuit du côté du deuxième enroulement secondaire. Ainsi, il est souhaité retirer le circuit 4 de protection contre les surtensions afin de simplifier le système d'allumage. Il est envisageable de supprimer simplement le circuit 4 de protection contre les surtensions et de placer une diode au lieu de ce dernier. Dans ce cas, des variations de la tension Vdd du côté de l'enroulement primaire affectent directement la tension VN3 du côté du deuxième enroulement secondaire. Par exemple, lorsque la batterie 3 est déconnectée, la tension Vb peut varier dans la plage comprise entre 3 V et 35 V (par conséquent, la tension Vdd peut varier dans la plage comprise entre 2 V et 34 V en raison de la chute de tension se produisant au niveau de la diode). Afin d'assurer que la CPU 9, dont la tension de fonctionnement normale est de 5 V, fonctionne même à une tension Vb = 3 V, le rapport du nombre N1 de spires de l'enroulement primaire 16a par rapport au nombre N3 de spires du deuxième enroulement secondaire 16c doit être de 1 : 3, de manière que Vcc soit à peu près égale à 5 V. Cependant, ceci donne lieu à VN3 = 102 V, lorsque Vdd = 34 V. Afin d'empêcher cette haute tension d'affecter la tension Vcc, des pertes significatives sont produites au niveau de la résistance R2 et de la diode Zener ZD2, engendrant des problèmes tels qu'une augmentation de la taille des composants et une production de chaleur. La présente invention est destinée à résoudre les problèmes précités de l'art antérieur. Ainsi, le but principal de l'invention est de proposer un système d'allumage amélioré comprenant un convertisseur continu-continu, qui ne comprend pas de circuit de protection contre les surtensions, tout en étant capable de fournir une tension stable à un circuit se trouvant du côté du deuxième enroulement secondaire, sans augmenter la taille des composants, ni produire de chaleur. Afin d'atteindre le but précité, la présente invention propose un système d'allumage destiné à un moteur à combustion interne, comprenant : une unité d'allumage fournissant une haute tension afin de produire une étincelle par une bougie d'allumage; un circuit de commande d'avance à l'allumage, commandant l'avance à l'allumage de l'unité d'allumage; et un convertisseur continu-continu comprenant un transformateur ayant un enroulement primaire, un premier enroulement secondaire alimentant l'unité d'allumage et un deuxième enroulement secondaire alimentant le circuit de commande d'avance à l'allumage, le convertisseur continu-continu comprenant en outre des moyens commandant un écoulement de courant dans l'enroulement primaire du transformateur, dans lequel les enroulements secondaires ont tous deux placés dans un agencement indirect. De cette manière, la tension positive existant du côté du deuxième enroulement secondaire peut être déterminée par la tension se trouvant du côte du premier enroulement secondaire et le rapport de spires entre les deux enroulements secondaires. Du fait que la tension appliquée sur le premier enroulement secondaire est contrôlée par l'utilisation du moyen de commande d'un écoulement de courant dans l'enroulement primaire, la tension appliquée sur le deuxième enroulement secondaire est également contrôlée dans une plage relativement étroite. Ainsi, une tension stable peut être fournie au circuit de commande d'avance à l'allumage en dépit de l'absence d'un circuit supplémentaire de protection contre les surtensions, sans augmenter la taille des composants ni produire de chaleur. La présente invention est décrite à présent ci-après en se référant aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est un schémas de circuit d'un système d'allumage destiné à un moteur de motocyclette selon la présente invention; la figure 2 est un diagramme de temps représentant des formes d'ondes de tension en des points essentiels du système d'allumage de la figure 1; la figure 3 est un schémas de circuit schématique d'un système d'allumage classique. La figure 1 est un diagramme de circuit schématique d'un mode de réalisation préféré d'un système d'allumage destiné à un moteur à combustion interne d'un motocyclette selon la présente invention. Comme représenté sur la figure 1, un générateur de courant alternatif 1 est connecté à un circuit régulateur/redresseur 2, dont la sortie est connectée à une batterie 3, ainsi qu'à une extrémité d'un enroulement primaire 6a d'un transformateur 6 dans un convertisseur continu-continu 5, via une diode. Ce transformateur 6 présente deux enroulements secondaires : le premier enroulement secondaire 6b est connecté à une unité d'allumage 8 qui, dans ce mode de réalisation, est une unité d'allumage de type allumage à décharge de condensateur CDI, et le deuxième enroulement secondaire 6c est connecté à un circuit de commande d'avance à l'allumage qui, dans ce mode de réalisation, est mis en oeuvre par une CPU 9. L'autre extrémité de l'enroulement primaire 6a est connectée à la masse via un transistor de commutation T qui est commandé par un circuit de commande de convertisseur continu-continu 7. Dans ce système, le premier enroulement secondaire 6b et le deuxième enroulement secondaire 6c sont tous deux placés dans l'agencement indirect. Entre le deuxième enroulement secondaire 6c et la CPU 9 destinée à une commande d'avance à l'allumage sont connectés une diode de redressement D2 et un circuit de lissage de tension 10, comprenant une résistance R2 et un condensateur C2. Il est à noter que, bien que le circuit du mode de réalisation soit pourvu d'une diode Zener ZD2, cette diode ZD2 peut être supprimée. A présent, le fonctionnement du système du mode de réalisation est décrit ci-après. Lorsque la batterie 3 fonctionne normalement, la tension Vdd appliquée du côté de l'enroulement primaire est maintenue à une valeur d'à peu près 12 V et la tension Vc appliquée du côté du premier enroulement secondaire est régulée avec une valeur maximale d'à peu près 230 V. Par conséquent, la tension Vca qui est obtenue en redressant la tension VN3 peut être réglée de manière que Vca - Vcc - 5 V, en réglant le rapport entre N2 et N3 à 1 : 0,025, où N2 est le nombre de spires du premier enroulement secondaire 6b et N3 est le nombre de spires du deuxième enroulement secondaire 6c. En se référant à la figure 2, lorsque la batterie 3 ne fonctionne pas, la tension Vdd appliquée du côté de l'enroulement primaire peut varier dans la plage comprise entre 2 V et 34 V. Cependant, la tension Vc appliquée du côté du premier enroulement secondaire peut être régulée de manière que sa valeur maximale soit maintenue à une valeur d'à peu près 230 V, en actionnant le transistor T via le circuit de commande de convertisseur continu-continu 7 comme décrit ci-dessus. Etant donné que les premier et deuxième enroulements secondaires 6b, 6c sont tous deux placés dans l'agencement indirect et que la valeur positive de la tension VN3 est déterminée par la tension Vc et le rapport de spires entre les premier et deuxième enroulements secondaires, la tension VN3 est limitée à à peu près (N3/N2).230 = 5,75 V, de la même manière que si la batterie fonctionne normalement. Ainsi, la tension Vca (- Vcc) qui est obtenue en redressant la tension VN3 peut être maintenue à une valeur d'à peu près 5 V. Bien que VN3 varie conjointement avec les variations de Vc, le circuit de lissage de tension 10 maintient la tension Vcc à peu près constante. Ainsi, selon la présente invention, étant donné qu'un premier enroulement secondaire destiné à une unité d'allumage et un deuxième enroulement secondaire destiné à un circuit de commande d'avance à l'allumage d'un transformateur dans un convertisseur continu-continu sont tous deux placés dans l'agencement indirect, une tension stable peut être fournie au circuit de commande d'avance à l'allumage en dépit de l'absence d'un circuit supplémentaire de protection contre les surtensions. REVENDICATIONS 1. - Système d'allumage destine à un moteur à combustion interne, comprenant une unité d'allumage (8) fournissant une haute tension afin de produire une étincelle par une bougie d'allumage; un circuit (9) de commande d'avance à l'allumage, commandant l'avance à l'allumage de l'unité d'allumage (8); et un convertisseur continu-continu (5) comprenant un transformateur (6) ayant un enroulement primaire (6a), un premier enroulement secondaire (6b) alimentant l'unité d'allumage (8) et un deuxième enroulement secondaire (6c) alimentant le circuit (9) de commande d'avance à l'allumage, le convertisseur continu-continu (5) comprenant en outre des moyens (7, T) commandant un écoulement de courant dans l'enroulement primaire (6a) du transformateur (6), caractérisé en ce que les enroulements secondaires (6b, 6c) ont tous deux placés dans un agencement indirect. 2. - Système d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité d'allumage (8) consiste en une unité d'allumage (8) de type allumage à décharge de condensateur. 3. - Système d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur à combustion interne est adapté à une motocyclette. 4. - Système d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le convertisseur continu-continu (5) reçoit une tension de courant continu (Vb) provenant d'un générateur de courant alternatif (ACG), via un circuit régulateur/redresseur (2).