Brevet FR2777321A1 — publié le 19991015

PROCEDE DE DETECTION DE LA PHASE DE FONCTIONNEMENT D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention concerne un procédé de détection de la phase de fonctionnement d'un moteur à combustion interne, et plus particulièrement d'un tel moteur dans lequel l'allumage est du type statique à cylindres jumelés. On sait qu'il existe pour les moteurs à combustion interne deux types d'allumage selon que les cylindres sont indépendants ou jumelés deux par deux. Dans le premier cas, la haute tension est appliquée de façon dynamique successivement aux bornes de chacune des bougies du moteur. Une étincelle est ainsi formée successivement dans chacun des cylindres, au fur et à mesure que la haute tension est distribuée d'une bougie à la suivante, en général maintenant par des moyens électroniques. La phase de fonctionnement du moteur peut alors être simplement déterminée mécaniquement par la mesure de la position angulaire du vilebrequin par rapport à une position de référence. Dans l'autre cas, les cylindres, et donc leurs bougies, sont groupés deux par deux. Une des électrodes d'une bougie d'une paire de bougies jumelées est reliée à une des électrodes de l'autre bougie de cette paire (en pratique, ces deux électrodes sont à la masse), tandis que la haute tension est appliquée entre les deux autres électrodes des deux bougies. En d'autres termes, deux bougies jumelées sont disposées en série avec des moyens générateurs de haute tension, généralement l'enroulement secondaire d'une bobine d'allumage. Le principe de fonctionnement de l'allumage d'un moteur aux cylindres ainsi jumelés réside dans le fait que la conductivité électrique d'un mélange air/carburant est extrêmement faible comparée à celle des gaz brûlés. On dispose donc en série les bougies des cylindres en opposition de phase, de 2 2777321 sorte que le cylindre dans lequel l'étincelle doit être formée, rempli de mélange air/carburant en fin de compression, est jumelé avec le cylindre contenant des reliquats de gaz brûlés en fin de détente. Lorsque la haute tension est appliqué, les gaz brûlés présents entre les deux électrodes de la bougie de ce dernier cylindre se comportent comme un conducteur, de sorte qu'il ne s'y produit qu'une étincelle à basse tension. Il se produit au contraire une étincelle à haute tension aux bornes de l'électrode de la bougie de l'autre cylindre dans lequel doit se produire l'allumage. L'allumage est ici dit statique. I0 Il est donc ici nécessaire, pour connaître la phase de fonctionnement du moteur, de détecter l'ordre des cylindres dans lequel se produit successivement l'allumage. En d'autres termes, il s'agit de détecter l'instant o se produit l'allumage dans un cylindre qualifié conventionnellement de n 1, sachant que l'ordre dans lequel se produit ensuite l'allumage est connu par construction. On a ainsi proposé de déduire la phase de fonctionnement du moteur d'une image de la haute tension appliquée, à savoir de l'évolution dans le temps d'une grandeur électrique liée à cette haute tension. C'est ainsi qu'il a également été proposé de former cette image par liaison résistive. On peut ainsi relever l'évolution de la tension au point milieu de l'enroulement secondaire On a aussi proposé, dans le cas de l'utilisation d'une bobine d'allumage à circuit magnétique fermé, de former cette image par liaison capacitive, en relevant l'évolution du potentiel électrique dudit circuit magnétique lui-même. Cette dernière solution présente toutefois l'inconvénient que l'enroulement primaire est généralement bobiné entre le circuit magnétique et l'enroulement secondaire. Le potentiel relevé est donc gravement perturbé par la capacité parasite formée entre les enroulements primaire et secondaire, et donc entre l'enroulement primaire et le circuit magnétique. La présente invention vise à pallier ces inconvénients. 3 2777321 A cet effet, I'invention a tout d'abord pour objet un procédé de détection de la phase de fonctionnement d'un moteur à combustion interne à allumage du type statique à cylindres jumelés, ledit allumage étant réalisé à l'aide d'au moins une bobine d'allumage comportant au moins un enroulement primaire et un enroulement secondaire, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à disposer une antenne à proximité dudit enroulement secondaire, à relever l'évolution dans le temps du potentiel électrique de ladite antenne, et à déduire ladite phase de fonctionnement de ladite évolution. L'invention a également pour objet un dispositif pour la détection de la phase de fonctionnement d'un moteur à combustion interne à allumage du type statique à cylindre jumelés, ledit allumage étant réalisé à l'aide d'au moins une bobine d'allumage comportant au moins un enroulement primaire et un enroulement secondaire, caractérisé par le fait qu'il comprend une antenne disposée à proximité dudit enroulement secondaire, des moyens pour relever l'évolution dans le temps du potentiel électrique de ladite antenne, et des moyens pour déduire ladite phase de fonctionnement de ladite évolution. Dans un mode de réalisation particulier, ladite antenne est formée d'un écran conducteur. 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 est une coupe axiale d'une bobine d'allumage munie d'un écran conducteur selon la présente invention; - la figure 2 est un schéma électrique du dispositif selon l'invention; et - les figures 3a et 3b montrent la tension relevée sur l'écran et cette tension après mise en forme, respectivement pour les cylindres 1 et 4. On voit à la figure 1 une bobine d'allumage 1 d'un moteur à combustion interne. L'enroulement primaire 2 de la bobine 1 est bobiné sur un noyau magnétique ouvert 3, éventuellement par l'intermédiaire d'un 4 2777321 bobinot primaire. L'ensemble ainsi réalisé est disposé a l'intérieur d'un bobinot secondaire, non représenté, sur lequel est bobiné l'enroulement secondaire 4. Un écran conducteur 5 est disposé à proximité de l'enroulement secondaire 4, de manière que se crée un couplage capacitif entre cet enroulement et l'écran, par l'intermédiaire d'une capacité parasite 6. De façon connue, les deux bornes de l'enroulement secondaire 4 sont chacune reliées à une électrode 7, 7' de deux bougies d'allumage 8, 8' respectivement, dont les deux autres électrodes 9, 9' sont à la masse. Les lo bobines d'allumage 8, 8' sont associées à deux cylindres jumelés du moteur. Egalement de façon connue, l'allumage dans ces cylindres jumelés est du type statique et est réalisé par un interrupteur 10 commandé électroniquement. Cet interrupteur est connecté en série avec l'enroulement primaire 2 de la bobine 1, entre la tension d'alimentation positive 11 et la masse. Selon l'invention, on relève l'évolution dans le temps du potentiel électrique de l'écran conducteur 5 afin de créer une image de la haute tension à la bomrne 7 ou 7' de la bougie 8 ou 8' respectivement. A cet effet, un condensateur 12 est connecté entre la tension d'alimentation 11 et l'écran 5. La capacité du condensateur 12 est choisie en tenant compte du pont diviseur qu'il constitue avec la capacité parasite 6. La tension aux bornes du condensateur 12 est mise en forme dans un circuit 13 convenable de mise en forme dont la sortie commande un transistor 14 qui fournit finalement des créneaux de tension à un microcalculateur 15. Ces créneaux de tension sont, comme on le verra ci-après, calés sur les instants d'allumage du premier cylindre et exploités comme tels par le microcalculateur 15. Le potentiel Ve de l'écran 5 au moment de l'allumage est en forme de rampe. Dans le cas du premier cylindre (figure 3a), la pente de cette rampe est négative, alors qu'elle est positive dans le cas du quatrième cylindre (figure 3b). 2777321 On déduit de ces rampes, après mise en forme, les créneaux de tension V. Dans le cas présent, la tension V forme un front montant lorsque la tension Ve chute d'une valeur prédéterminée. De l'observation de la tension V à l'instant to, on déduit la phase de fonctionnement du moteur à l'aide du microcalculateur 15. 6 2777321 REVENDICATIONS 1- Procédé de détection de la phase de fonctionnement d'un moteur à combustion interne à allumage du type statique à cylindre jumelés, ledit allumage étant réalisé à l'aide d'au moins une bobine d'allumage (1) comportant au moins un enroulement primaire (2) et un enroulement secondaire (4), caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à disposer une antenne (5) à proximité dudit enroulement secondaire, à relever I'évolution dans le temps du potentiel électrique de ladite antenne, et à déduire ladite phase de fonctionnement de ladite évolution. 2- Dispositif pour la détection de la phase de fonctionnement d'un moteur à combustion interne à allumage du type statique à cylindre jumelés, ledit allumage étant réalisé à l'aide d'au moins une bobine d'allumage (1) comportant au moins un enroulement primaire (2) et un enroulement secondaire (4), caractérise par le fait qu'il comprend un antenne (5) disposée proximité dudit enroulement secondaire, des moyens (12, 13) pour relever l'évolution dans le temps du potentiel électrique de ladite antenne, et des moyens (15) pour déduire ladite phase de fonctionnement de ladite évolution. 3- Dispositif selon la revendication 2, dans laquelle ladite antenne est formée par un écran conducteur.