Brevet FR2801347A1 — publié le 20010525

La présente invention vise le domaine technique des moteurs thermiques à combustion interne et, plus particulièrement, des moteurs à allumage commandé par l'intermédiaire de bougies. L'invention concerne, plus particulièrement, un dispositif d'allumage comportant, pour chaque bougie du moteur, un bloc transformateur d'énergie électrique à même de fournir à la bobine associée, à partir d'une source d'énergie électrique basse tension, une énergie haute tension nécessaire pour la production d'une étincelle d'allumage à l'intérieur de la chambre de combustion qu'une telle bougie équipe. Si initialement les systèmes d'allumage de tels moteurs comprenaient un seul bloc transformateur d'allumage, dont le courant haute tension était ensuite distribué à chacune des bougies par l'intermédiaire d'un distributeur mécanique ou électronique, il est connu une proposition selon laquelle chaque bougie est équipée d'un bloc transformateur d'allumage individuel. L'objectif visé dans un tel cas est de réduire la longueur des conducteurs ou câbles assurant la transmission de l'énergie haute tension, ce qui permet de limiter les fuites électriques importantes préjudiciables au bon fonctionnement du moteur mais aussi à l'environnement radio-électrique de tels moteurs. Il doit être considéré qu'un tel dispositif d'allumage, dit mono-statique, c'est- à-dire nécessitant la mise en oeuvre d'un bloc transformateur pour chaque bougie équipant un moteur, possède l'inconvénient majeur de présenter un encombrement important par rapport à un dispositif d'allumage comprenant un bloc transformateur alimentant plusieurs bougies. Or, il s'avère que la place disponible autour d'un moteur est toujours limitée. Par ailleurs, il est à noter qu'un dispositif d'allumage mono-statique, compte tenu de la mise en oeuvre de plusieurs blocs transformateurs, impose de nombreux raccordements électriques entre, d'une part, les blocs transformateurs entre-eux et les divers composants de chaque bloc transformateur, à savoir notamment la bobine primaire et la bobine secondaire et, d'autre part, l'électronique de commande et de contrôle associée à de tels blocs transformateurs. De tels raccordements électriques conduisent tout naturellement à augmenter l'encombrement général et le coût de fabrication d'un tel dispositif L'objet de l'invention vise donc à remédier aux inconvénients énoncés ci- dessus en proposant un dispositif d'allumage pour au moins deux bougies d'un moteur thermique à combustion interne, conçu pour présenter un encombrement limité et un coût de fabrication réduit. Un autre objet de l'invention est de proposer un dispositif d'allumage conçu pour permettre de réaliser, de manière simple et à faible coût, les raccordements électriques entre différents composants d'un tel dispositif d'allumage. Pour atteindre un tel objectif, le dispositif d'allumage pour au moins deux bougies d'un moteur thermique à combustion interne est constitué sous la forme d'un boîtier comportant intérieurement: - une cavité de réception pour un circuit imprimé électronique, - une série de logements séparés entre-eux et s'étendant côte à côte transversalement par rapport à la cavité de réception, - et une série de blocs transformateurs d'allumage équipés chacun d'un connecteur primaire comportant, d'une part, un organe de fixation du bloc transformateur d'allumage sur le boîtier permettant d'assurer le montage dudit bloc transformateur d'allumage dans un logement correspondant et, d'autre part, des bornes de connexion entre le bloc transformateur d'allumage et le circuit imprimé. Le dispositif d'allumage décrit ci-dessus s'avère particulièrement adapté pour permettre de diviser le boîtier constitutif d'un tel dispositif d'allumage en deux parties étanches, à savoir une partie réservée au bloc transformateur et une deuxième partie destinée à recevoir l'électronique de commande. Pour atteindre un tel objectif, le dispositif comporte: - une cloison de séparation entre, d'une part, la cavité de réception et, d'autre part, les logements, la cloison de séparation laissant subsister une ouverture de passage entre chaque logement et la cavité de réception, - en tant qu'organe de fixation pour chaque connecteur primaire, un panneau séparateur traversé de part en part, par les bornes de connexion et destiné à être monté sur la cloison de séparation pour fermer l'ouverture de passage, - un enrobage isolant électriquement d'un premier type remplissant la cavité de réception du circuit imprimé, - et un enrobage isolant électriquement d'un second type remplissant les logements. Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation et de mise en oeuvre de l'objet de l'invention. La fig. 1 est un schéma électrique fonctionnel d'un dispositif d'allumage conforme à l'invention. La fig. 2 est une vue en perspective partielle d'un dispositif d'allumage conforme à l'invention. La fig. 3 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un bloc transformateur d'allumage conforme à l'invention. La fig. 4 est une vue en perspective d'une partie du bloc transformateur d'allumage illustré à la fig. 3. Tel que cela apparaît plus précisément à la fig. 1, le dispositif 1, du type mono-statique, est adapté pour assurer l'allumage d'au moins deux et, dans l'exemple de réalisation illustré, de quatre bougies d'un moteur thermique à combustion interne. De manière classique, un dispositif d'allumage mono-statique 1 comporte, pour chaque bougie, un bloc transformateur d'allumage 2, à savoir au nombre de quatre dans l'exemple illustré. Chaque bloc transformateur d'allumage 2 est destiné à délivrer sur une sortie Sl, une énergie haute tension. Les blocs transformateurs d'allumage 2 sont reliés classiquement à un circuit électronique 3 comportant divers composants électroniques, tels que des transistors de puissance 4. Un tel circuit imprimé électronique 3 est relié à un connecteur basse tension 5 destiné à être relié, par exemple, à la masse, à une tension d'alimentation (+ 12 Volts) et à un ou plusieurs circuits de commande (sl à s4). Tel que cela apparaît plus précisément à la fig. 2, le dispositif d'allumage 1 selon l'invention est constitué sous la forme d'un boîtier 6 réalisé par exemple par injection d'une matière plastique. Ce boîtier 6 possède une forme générale sensiblement parallélèpipédique présentant une face principale formant fond 61 et une face principale opposée ouverte 62. Ce boîtier 6 se trouve délimité par deux côtés longitudinaux 63 opposés l'un de l'autre et par deux côtés transversaux 64 opposés également l'un de l'autre. Ce boîtier 6 présente un plan de symétrie P sensiblement parallèle aux côtés longitudinaux 63. Le boîtier 6 est aménagé pour comporter une cavité 7 s'étendant transversalement par rapport au plan de symétrie P d'un bord longitudinal 63 à l'autre, selon une hauteur limitée considérée selon le plan P. La cavité 7 est adaptée pour recevoir le circuit imprimé électronique 3 et se trouve munie du connecteur basse tension 5. Conformément à l'invention, le boîtier 6 comporte une série de logements 11 adaptés pour recevoir chacun un bloc transformateur d'allumage 2 dont seulement deux sont montrés sur la fig. 2. Dans l'exemple de réalisation illustré, le boîtier 6 comporte quatre logements 11 séparés entre-eux par des parois 12 sensiblement parallèles au plan de symétrie P. Les logements 11 s'étendent ainsi côte à côte sensiblement parallèlement au plan de symétrie P d'un côté longitudinal 63 à l'autre, c'est-à-dire transversalement par rapport à la cavité 7. Tel que cela apparaît plus précisément aux fig. 3 et 4, chaque bloc transformateur d'allumage 2 est équipé d'un connecteur primaire 15 destiné à assurer une connexion électrique avec le circuit électronique imprimé 3 et le positionnement du bloc transformateur d'allumage 2 à l'intérieur d'un logement 11 correspondant. Chaque connecteur primaire 15 comporte un organe de fixation 16 adapté pour être monté sur le boîtier 6, en vue d'assurer la fixation du bloc transformateur d'allumage 2 sur le boîtier 6 et le positionnement de ce dernier à l'intérieur d'un logement 11. Selon une variante préférée de réalisation, chaque organe de fixation 16 est monté sur une cloison de séparation 17 délimitant, d'un côté, la cavité 7 et de l'autre côté, l'une des extrémités des logements 11 dont l'autre des extrémités des logements 11 est délimitée par le côté transversal 64 opposé de celui délimitant la cavité 7. Cette cloison de séparation 17 s'étend sensiblement parallèlement aux bords transversaux 64 entre les deux côtés longitudinaux 63. Selon cette forme préférée de réalisation, la cloison de séparation 17 est pourvue d'ouvertures de passage 18 assurant une communication entre chaque logement 11 et la cavité 7. Par ailleurs, l'organe de fixation 16 est conformé sous la forme d'un panneau séparateur adapté pour être engagé dans des glissières 19 bordant chaque ouverture de passage 18. Selon cette forme de réalisation, chaque panneau séparateur 16 ferme ainsi une ouverture de passage 18, de manière qu'en position de montage des blocs transformateurs d'allumage 2, la cloison de séparation 17 et les panneaux 16 forment une séparation étanche entre, d'une part, la cavité 7 et, d'autre part, les logements 11. Selon cette variante préférée de réalisation, il est avantageux de mettre en oeuvre un enrobage isolant électriquement d'un premier type remplissant la cavité 7 de réception du circuit imprimé 3 et un enrobage isolant électriquement d'un second type remplissant les logements 11, compte tenu de la présence d'une séparation étanche entre les logements 11 et la cavité 7. De tels enrobages isolants électriquement, qui ne sont pas représentés sur les dessins, viennent ainsi fermer le boîtier sensiblement au niveau de la face ouverte 62 représentée sur la fig. 2. De préférence, l'enrobage du premier type remplissant la cavité 7 de réception du circuit imprimé présente une aptitude à la conduction de la chaleur, afin d'assurer une dissipation de la chaleur produite par les différents composants électroniques. Il est à noter que la cloison de séparation 17 peut être supprimée, voire modifiée, de manière à ne plus assurer une fonction d'étanchéité tout en continuant d'assurer une fonction de montage pour le connecteur primaire 15. Selon cet exemple, l'organe de fixation 16 peut présenter une conformation différente pour être monté, par exemple, sur des extensions aménagées sur le boîtier formant rainure ou glissière de réception pour l'organe de fixation. Chaque connecteur primaire 15 comporte également des bornes de connexion 21 traversant de part en part le panneau séparateur 16. Les bornes de connexion 21 assurent ainsi une liaison électrique entre chaque bloc transformateur d'allumage 2 et le circuit imprimé 3. Selon un exemple préféré de réalisation, chaque connecteur primaire 15 comporte, en tant que bornes de connexion 21: - une première languette 22 munie du côté logement, d'un plot 23 pour l'enroulement d'une extrémité el du fil d'une bobine primaire bl constitutif d'un bloc transformateur d'allumage, - et une seconde languette 24 munie du côté logement, d'un plot 25 permettant l'enroulement de l'autre extrémité e'l du fil de la bobine primaire bl (fig. 1 et 4). D'une manière classique, les extrémités el, e'l de la bobine primaire b1 sont enroulées selon une opération de wrapping sur les plots respectifs 23 et 25. Chaque connecteur primaire 15 s'étend en porte-à-faux à partir d'un support 26 formant ensemble une pièce unique réalisée en un matériau diélectrique, par exemple en un matériau plastique. Les connexions électriques du connecteur primaire 15, telles que décrites ci-dessus et illustrées par le schéma électrique de la fig. 1, sont réalisées, par exemple, par des conducteurs électriques noyés ou non dans une matière plastique formant le connecteur primaire 15. Le support 26 comporte, dans l'exemple de réalisation illustré, notamment, un corps tubulaire primaire 27 d'enroulement pour la bobine primaire bi et une enveloppe de protection 28 pour un circuit magnétique fermé 29. Le circuit magnétique fermé 29 est réalisé de toute manière appropriée par l'intermédiaire d'une masse feuilletée et inclut ou non un ou plusieurs aimants. Dans l'exemple de réalisation illustré, le circuit magnétique 29 est de forme générale rectangulaire et présente, pour chaque branche du circuit, une section droite transversale en forme de parallélogramme, de manière à optimiser l'encombrement. Selon cette forme de réalisation du circuit magnétique fermé, le corps tubulaire primaire 27 possède également une section droite transversale en forme de parallélogramme analogue à celle du circuit magnétique 29. Le corps tubulaire primaire 27 est monté autour de l'une des branches du circuit magnétique 29 et sert de support d'enroulement pour la bobine primaire bl. Le corps tubulaire primaire 27 se trouve prolongé de part et d'autre par l'enveloppe 28 entourant au moins en partie, le circuit magnétique 29. De préférence, l'enveloppe 28 ne recouvre pas totalement la branche opposée de celle entourée par le corps tubulaire primaire 27, dans la mesure o cette partie non recouverte par l'enveloppe 28 se trouve être protégée en position montée du bloc transformateur d'allumage 2, par les parois du boîtier 6. Tel que cela ressort plus précisément de la fig. 3, la bobine primaire b1 est entourée par un corps tubulaire secondaire 30 réalisé en un matériau diélectrique et permettant l'enroulement d'une bobine secondaire b2. Ce corps tubulaire secondaire 30 possède également pour réduire l'encombrement, une section droite transversale en forme de parallélogramme analogue à celles du circuit magnétique 29 et du corps tubulaire primaire 27. Chaque corps tubulaire secondaire 30 est équipé d'un connecteur secondaire 31 muni d'un plot 32 d'enroulement pour une extrémité e2 du fil de la bobine secondaire b2. Le connecteur secondaire 31 comporte également une languette 33 s'étendant en saillie par rapport au corps tubulaire secondaire 30, de manière à être engagée à l'intérieur d'un orifice 35 aménagé dans une plaquette 36 s'étendant à partir de la seconde languette 24 munie du plot 25. Chaque languette secondaire 33 est reliée électriquement au plot d'enroulement 32, de sorte que l'engagement d'une languette secondaire 33 dans une plaquette 36 conduit à assurer une connexion électrique entre le plot 25 de la bobine primaire bi et l'extrémité e2 de la bobine secondaire b2. De plus, chaque languette secondaire 33 présente une forme d'emboîtement complémentaire à celle de l'orifice 35, de manière à assurer un maintien entre le corps tubulaire secondaire 30 et le corps tubulaire primaire 27. Le corps tubulaire secondaire 30 comporte, du côté opposé du connecteur secondaire 31, un bras 37 de support pour une diode 38 dont une patte 39 est pliée pour constituer un plot d'enroulement pour l'autre extrémité e'2 du fil de la bobine secondaire b2. L'autre patte de la diode 38 est reliée à la borne de sortie S1 pour l'énergie haute tension. De la description qui précède, il ressort que la réalisation d'un boîtier 6 pour recevoir à la fois les blocs transformateurs d'allumage 2 et le circuit imprimé 3 conduit à l'obtention d'un dispositif présentant un encombrement optimisé. L'encombrement d'un tel boîtier est d'autant plus réduit que les connexions électriques assurent aussi une fonction de montage mécanique des divers composants entre-eux. De plus, les connexions pour les fils des bobines primaire et secondaire sont relativement simples à exécuter. Par ailleurs, selon une forme préférée de réalisation, l'intérieur du boîtier 6 peut être divisé en deux parties étanches permettant la mise en oeuvre de deux enrobages de types différents. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. A cet égard, dans l'exemple de réalisation illustré, chaque bloc transformateur d'allumage 2 comporte une bobine secondaire b2 entourant concentriquement une bobine primaire bl montée sur l'une des branches d'un circuit magnétique. Bien entendu, l'objet de l'invention peut être mis en oeuvre pour des blocs transformateurs d'allumage réalisés de manière différente. De même, le nombre de blocs transformateurs d'allumage 2 montés à l'intérieur du boîtier 6 peut être différent de quatre, par exemple égale à deux ou à six. REVENDICATIONS: 1 - Dispositif d'allumage pour au moins deux bougies d'un moteur thermique à combustion interne, caractérisé en ce qu'il est constitué sous la forme d'un bottier (6) comportant intérieurement: - une cavité (7) de réception pour un circuit imprimé électronique (3), - une série de logements (11) séparés entre-eux et s'étendant côte à côte transversalement par rapport à la cavité de réception (7), - et une série de blocs transformateurs d'allumage (2) équipés chacun d'un connecteur primaire (15) comportant, d'une part, un organe de fixation (16) du bloc transformateur d'allumage sur le boîtier permettant d'assurer le montage dudit bloc transformateur d'allumage dans un logement correspondant et, d'autre part, des bornes de connexion (21) entre le bloc transformateur d'allumage (2) et le circuit imprimé (3). 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte: - une cloison de séparation (17) entre, d'une part, la cavité de réception (7) et, d'autre part, les logements (11), la cloison de séparation (17) laissant subsister une ouverture de passage (18) entre chaque logement et la cavité de réception, - en tant qu'organe de fixation (16) pour chaque connecteur primaire (15), un panneau séparateur traversé de part en part, par les bornes de connexion (21) et destiné à être monté sur la cloison de séparation (17) pour fermer l'ouverture de passage (18), - un enrobage isolant électriquement d'un premier type remplissant la cavité de réception (7) du circuit imprimé (3), - et un enrobage isolant électriquement d'un second type remplissant les logements (11). 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enrobage du premier type présente une aptitude à la conduction de la chaleur afin d'assurer une dissipation de la chaleur produite. 4 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque panneau séparateur (16) est monté sur la cloison de séparation (17) en étant engagé dans des glissières (19) bordant l'ouverture de passage (18). O10 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque connecteur primaire (15) comporte, en tant que bornes de connexion (21): une première languette (22) munie du côté logement (11), d'un plot (23) d'enroulement pour une extrémité (el) du fil d'une bobine primaire (b1), et une seconde languette (24) munie du côté logement, d'un plot (25) d'enroulement pour l'autre extrémité (e'l) du fil de la bobine primaire (b1). 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la seconde languette (24) comporte une plaquette (36) munie d'un orifice (35) destiné à recevoir une languette secondaire (33) reliée électriquement à une extrémité (e2) du fil d'une bobine secondaire (b2), la languette secondaire (33) s'étendant à partir d'un corps tubulaire secondaire (30) d'enroulement pour la bobine secondaire (b2), monté autour de la bobine primaire (b1). 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la languette secondaire (33) comporte un plot d'enroulement (32) pour une extrémité (e2) du fil de la bobine secondaire (b2). 8 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le corps tubulaire secondaire (30) comporte un bras (37) de support d'une diode (38) dont une patte (39) est retournée pour constituer un plot d'enroulement pour l'autre extrémité (e'2) du fil de la bobine secondaire (b2). 9 - Dispositif selon la revendication 1, 4 ou 5, caractérisé en ce que chaque connecteur primaire (15) s'étend à partir d'un support comportant notamment un corps tubulaire d'enroulement pour la bobine primaire. - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le corps tubulaire (27) d'enroulement pour la bobine primaire est monté autour d'une des branches d'un circuit magnétique fermé (29). 11 - Dispositif selon les revendications 9 et 10, caractérisé en ce que le corps tubulaire primaire (27) est associé à une enveloppe de protection (28) du circuit magnétique (29). 12 - Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'enveloppe de protection (28) du circuit magnétique (29) entoure au moins une partie dudit circuit, l'autre partie dudit circuit étant protégée par les parois du boîtier (6). 13 - Dispositif selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que le circuit magnétique (29) présente, pour chacune des ses branches, une section droite transversale en forme d'un parallélogramme.