Brevet FR2857703A1 — publié le 20050121

Descriptif Conformément au préambule de la revendication 1, la présente invention concerne un circuit d'allumage pour un moteur à combustion, notamment un moteur à deux temps installé dans une machine opératrice 5 commandée à la main, telle qu'une tronçonneuse à chaîne, une tailleusedécoupeuse, une tronçonneuse-meuleuse ou autre. On connaît de tels circuits d'allumage. Ils comportent un circuit de commande déclenchant l'étincelle d'allumage dans la chambre de combustion et réglant le point d'allumage en fonction de paramètres de 10 fonctionnement du moteur à combustion. En général, le circuit de commande dispose d'un diagramme de caractéristiques d'allumage permettant de sélectionner un point d'allumage optimal, adapté à l'exploitation. Les conditions d'allumage étant différentes dans le cas de la marche 15 à vide, par rapport à la marche à pleine charge, le point d'allumage sera réglé en l'adaptant à ladite marche à vide. Si un réglage à boucle fermée de la marche à vide est prévu, il assure en général une régularité élevée de la vitesse dans la plage de ralenti, puisque non seulement dans le cas de la diminution de la vitesse au ralenti mais aussi lorsque la vitesse au ralenti 20 augmente, le circuit de commande intervient et effectue un réglage. Le désavantage dans cette configuration est le fait que le circuit de commande doit recevoir un signal complémentaire, pour reconnaître le cas de l'accélération et admettre une augmentation de la vitesse au-delà de la limite maximum de la vitesse au ralenti. On peut dans ce cas, à titre d'exemple, 25 prévoir des interrupteurs de réglage du ralenti installés sur le papillon des gaz. Lorsque le papillon s'ouvre, l'interrupteur est actionné et ce signal est envoyé au circuit de commande admettant alors une augmentation de la vitesse partant de la plage de vitesse au ralenti. La présente invention a pour but de configurer un circuit d'allumage 30 pour un moteur à combustion de telle sorte que le circuit de commande, dans le cas d'une accélération, admette une augmentation rapide de la vitesse partant de la plage de ralenti, sans que des moyens supplémentaires ne soient nécessaires. Le problème est résolu conformément aux caractères de la 35 revendication 1. L'invention tire profite du fait que le moteur à combustion notamment un moteur à deux temps - en régime au ralenti, n'a pas une combustion à chaque tour de vilebrequin. Ce phénomène physique se base sur le fait que des petites quantités seulement du mélange neuf carburant / 5 air sont transportées en marche au ralenti et que ces quantités ne suffisent pas pour balayer suffisamment la chambre de combustion. Pour cette raison, suite à une combustion et à un balayage subséquent, le mélange contient dans la chambre de combustion une quantité importante encore de gaz d'échappement, de telle sorte que ledit mélange ne voudra pas s'allumer ou 10 est incombustible. Même s'il y a une étincelle d'allumage, une combustion n'a pas lieu. La vitesse du moteur chute lors du tour de vilebrequin suivant. On a constaté sur un moteur à deux temps qu'à la suite d'un allumage et d'une combustion parfaites, on a ensuite deux à trois tours de vilebrequin sans combustion, alors que l'allumage a eu lieu. La vitesse au ralenti 15 effectue donc - notamment lorsque l'on considère la vitesse par tour de vilebrequin - des sauts nets qui, à titre d'exemple, sont de l'ordre de 600 tours à la minute. Conformément à la présente invention, le circuit d'allumage surveille la vitesse au ralenti par tour de vilebrequin. Si le circuit de commande 20 constate une augmentation de la vitesse en marche au ralenti, c'est un signe qu'il y a eu un allumage parfait. Du fait de l'augmentation de la vitesse, le circuit de commande commute directement sur un point d'allumage pour le cas de l'accélération, de telle sorte que lors du tour suivant du vilebrequin, le point d'allumage est réglé pour ledit cas de l'accélération. A la suite de cette commutation sur le cas de l'accélération, il y a à nouveau une analyse de la vitesse par tour de vilebrequin lors du tour de vilebrequin suivant. S'il n'y a plus d'augmentation de la vitesse, et si la vitesse chute, le circuit de commande commute en retour sur le point d'allumage pour le cas de marche au ralenti. La commutation sur le point 30 d'allumage pour le cas de l'accélération n'a pas d'influence sur l'exploitation du moteur à combustion en marche au ralenti, puisque dans le cas d'une marche au ralenti, deux à trois tours de vilebrequin sans allumage suivent un allumage réussi. Par contre, si à la suite de la commutation de l'allumage sur le cas de 35 l'accélération on constate une combustion également durant le tour de vilebrequin suivant et donc une augmentation de la vitesse, on a effectivement le cas de l'accélération. Le moteur accélère avec force et rapidement depuis la plage au ralenti, pour atteindre ensuite la vitesse maximum. Conformément à l'invention, le circuit de commande est configuré de telle sorte qu'il est supposé le cas de l'accélération lors de toute combustion réussie, et que le point d'allumage est alors commuté sur ledit cas de l'accélération. S'il n'y a pas de combustion lors du tour suivant, parce que le moteur reste en marche au ralenti, cette commutation est annulée. Toute 10 combustion réussie dans le cas du ralenti entraîne donc une commutation du point d'allumage sur le cas de l'accélération; si la combustion suivante n'a pas lieu, si une poursuite de l'augmentation de la vitesse n'a donc pas lieu, ou même si la vitesse chute, le point d'allumage est commuté en retour pour le cas du ralenti. Il pourra être avantageux d'utiliser le gradient de la courbe de vitesse au ralenti comme paramètre d'exploitation, en vue de la commutation du point d'allumage. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant aux autres caractères, au descriptif et à un mode de réalisation 20 particulier donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés, dans lesquels: fig. 1 est une représentation schématique de la structure d'un circuit d'allumage conforme à l'invention, installé sur un moteur à combustion qui peut être un moteur à deux temps ou aussi un moteur à quatre temps, fig. 2 est un diagramme de la vitesse au ralenti par le biais du nombre de tours du vilebrequin. Dans le mode de réalisation ici représenté, on a un moteur à deux temps 1 pouvant être installé, à titre d'exemple, dans une machine opératrice commandée à la main, telle qu'une tronçonneuse à chaîne, une 30 tailleusedécoupeuse, une tronçonneuse-meuleuse ou autre outil. Conformément à l'invention, le circuit d'allumage peut être mis en oeuvre tout aussi bien sur des moteurs à combustion refroidis par air que par eau. Conformément à l'exemple de réalisation, le cylindre 3 refroidi par air comporte une tubulure d'admission 5 avec un carburateur et un papillon des gaz 4, ce dernier pouvant être commandé par un levier des gaz 9 par l'intermédiaire d'une tringlerie 6, en vue de modifier la vitesse du moteur. Dans la position de marche au ralenti représentée ici, le levier des gaz 9 épouse une butée 7 sous l'influence d'un ressort 8. Dans le cylindre est prévu un piston se déplaçant de manière alternative et qui entraîne un vilebrequin 10 par l'intermédiaire d'une bielle. Une roue de capteur d'impulsions 11 tourne avec le vilebrequin 10 du moteur 1, les marques de ladite roue prévues sur le périmètre extérieur produisant des impulsions dans un capteur 12 prévu à cet effet, lesdites 10 impulsions en tant que signal d'information de vitesse étant alors envoyées au circuit de commande 15. Les marques sur la roue de capteur d'impulsion 11 sont disposées de telle sorte que par tour de vilebrequin au moins un signal spécifique à la position du vilebrequin soit généré dans le capteur d'impulsions 12, ce qui permet au circuit de commande 15 de reconnaître la 15 position actuelle de la rotation du vilebrequin 10. Avantageusement, les marques sont disposées sur le périmètre de la roue de capteur d'impulsions 11 à différente distance, de telle sorte que sur la base de la distance des impulsions du capteur 12, on peut reconnaître immédiatement la position angulaire du vilebrequin 10. Avantageusement, le circuit de commande 15 configuré comme circuit électronique est un microprocesseur qui traite les signaux venant du capteur d'impulsions 12 et commande dans des proportions équivalentes un interrupteur électronique 14 reliant à une source de tension 16 une bougie d'allumage 2 disposée sur le cylindre 3 du moteur 1 et destinée à la 25 génération d'une étincelle à fournir dans la chambre de combustion. Il pourra être avantageux de fournir au circuit de commande 15 d'autres paramètres d'exploitation du moteur, la température du cylindre, à titre d'exemple, un capteur de température 13 installé sur le cylindre 3 pouvant alors être prévu. Le microprocesseur dans le circuit de commande 15 travaille selon un organigramme prédéfini, une multitude de paramètres d'exploitation du moteur 1 pouvant être traités en vue de déterminer le point d'allumage. Par ailleurs, le microprocesseur ou le circuit de commande 15 limite la vitesse maximum du moteur, par le biais de la suppression d'une étincelle 35 d'allumage, suite au dépassement d'une vitesse finale, à titre d'exemple. Par ailleurs, le microprocesseur reconnaît si le moteur à combustion tourne au ralenti et si l'opérateur accélère à partir du ralenti. A cet effet, il pourra être judicieux de prévoir un diagramme des caractéristiques d'allumage, déposé dans une mémoire 17, à titre d'exemple, et relié au 5 circuit de commande 15. La mémoire 17 comporte pour la plage de vitesse au ralenti et pour chaque vitesse réelle actuelle un point d'allumage pour le cas du ralenti et, pour la même vitesse, un point d'allumage pour le cas de l'accélération. En fonction de l'état opérationnel du moteur, le circuit de commande 10 15 règle soit le point d'allumage pour le cas du ralenti, soit le point d'allumage pour le cas de l'accélération, pour autant qu'un cas d'accélération ait été constaté. Conformément à l'invention, le procédé va maintenant être décrit à l'aide de l'allure de la vitesse au ralenti pour un moteur à deux temps, en se 15 basant sur le diagramme de la fig. 2. Dans un moteur à deux temps, un allumage a lieu dans le cas du ralenti à chaque tour de vilebrequin, ce qui est représenté par des points sur la courbe. Sur l'axe des x est indiqué le nombre de tours du vilebrequin, alors l'axe des y représente la vitesse actuelle. Lorsque le mélange explose 20 au moment Z dans la chambre de combustion du moteur, dans le cas du ralenti, la vitesse fait un saut D de 500 tours environ, à titre d'exemple. Ce saut de vitesse est saisi durant un tour du vilebrequin et peut alors être analysé par le circuit de commande 15. S'il y a un allumage au moment ZI, à titre d'exemple, et s'il est supposé un saut de vitesse de 600 tours environ 25 durant le tour du vilebrequin suivant, on est en présence d'une vitesse de 2.900 tours environ, au point d'allumage suivant Z2. On a constaté qu'en marche au ralenti, même lorsqu'une étincelle d'allumage est déclenchée à chaque tour du vilebrequin, une explosion du mélange dans la chambre de combustion n'a pas lieu régulièrement. Ainsi, à titre d'exemple, si 30 l'allumage a lieu au point d'allumage Z1 et si le vilebrequin du moteur à combustion fait un saut de vitesse de 600 tours/m environ durant le tour suivant, l'allumage au point d'allumage Z2 n'a pas lieu et ce, malgré l'étincelle d'allumage. Il en est de même pour le tour suivant au point d'allumage Z3 et au point d'allumage Z4 qui suit. Il en résulte qu'à la suite 35 du saut de vitesse, la vitesse chute à nouveau rapidement, jusqu'à ce qu'un nouvel allumage du mélange dans la chambre de combustion ait lieu et qu'un nouveau saut de vitesse se présente. Conformément à l'invention, le circuit de commande 15 fonctionne de telle sorte que - pour un moteur à deux temps, la modification de la 5 vitesse est déterminée par l'intermédiaire d'un tour du vilebrequin, si bien que ledit circuit de commande analyse les vitesses réelles réalisées d'un tour à l'autre dudit vilebrequin. Pour un moteur à quatre temps, cela se ferait tous les deux tours du vilebrequin, puisque dans un tel moteur, un allumage a lieu tous les deux tours. Du fait de la surveillance de la vitesse au ralenti, le circuit de commande 15 détecte immédiatement un allumage au moyen du saut de la vitesse. Indépendamment des conditions réelles existant sur le moteur à combustion, le circuit de commande commute directement sur un point d'allumage pour le cas d'accélération, lorsqu'un saut de vitesse est détecté. 15 Ce point d'allumage est déposé dans la mémoire du diagramme des caractéristiques 17, pour la vitesse réelle actuelle. Lors du tour de vilebrequin suivant, le circuit de commande initie l'allumage avec le point d'allumage pour le cas d'accélération. Si l'opérateur n'a pas accéléré, on est toujours au ralenti, le réglage du point 20 d'allumage sur avance n'a aucun effet sur la vitesse. En effet, dans le cas du ralenti, le mélange dans la chambre de combustion n'étant pas combustible, il n'y aura pas d'allumage, et la vitesse va chuter. Le circuit de commande 15 détecte alors cette chute de la vitesse durant un tour du vilebrequin et il y a commutation sur le point d'allumage pour le cas du 25 ralenti, du fait de cette chute de la vitesse. Durant les deux à trois tours du vilebrequin suivants, il n'y aura pas d'allumage du fait des conditions de marche au ralenti, alors qu'une étincelle d'allumage est générée. Ce n'est qu'à la suite de deux à trois tours du vilebrequin environ qu'un mélange suffisamment combustible s'est formé dans la chambre de combustion, une 30 combustion a alors lieu lorsque l'étincelle d'allumage est déclenchée et le vilebrequin accélère. Le circuit de commande détecte alors cette augmentation de la vitesse et commute pour le tour de vilebrequin suivant sur le point d'allumage pour le cas d'accélération. Si, par contre, l'opérateur a accéléré, on aura suite au premier 35 allumage un nouvel allumage durant le tour de vilebrequin suivant, puisque du fait de la position différente du papillon des gaz, un mélange suffisant de carburant/air est aspiré par le biais d'un tour du vilebrequin, et un mélange combustible est alors disponible dans la chambre de combustion. On a une nouvelle combustion et la vitesse augmente, ce qui est représenté en 5 pointillé dans le secteur de courbe B. Vu la position ouverte du papillon des gaz, on a maintenant un allumage en présence de chaque tour de vilebrequin, et le moteur à combustion monte avec force et rapidement en régime. Le circuit de commande 15 constatant de tour en tour de vilebrequin une augmentation de la vitesse, la commutation de l'allumage est maintenue 10 sur le point d'allumage pour le cas de l'accélération, jusqu'à ce que la vitesse dépasse la plage au ralenti et que l'allumage commute sur exploitation sous charge. Dans le cas de la commutation du point d'allumage sur le cas de l'accélération, le circuit de commande 15 est en mesure d'introduire 15 simultanément ou avec retard une quantité complémentaire de carburant dans la tubulure d'admission 5, un gicleur de carburant 20 asservi étant prévu à cet effet et relié au circuit de commande 15 par l'intermédiaire d'une ligne de contrôle 21. En commutant sur le cas de l'accélération, le circuit de commande 15 20 est en mesure de régler des paramètres d'exploitation complémentaires du moteur à combustion, pour obtenir une accélération optimale. Revendications 1. Circuit d'allumage pour un moteur à combustion, notamment un moteur à deux temps installé dans une machine opératrice commandée à la main, telle qu'une tronçonneuse à chaîne, une tailleuse-découpeuse, une 5 tronçonneuse-meuleuse ou autre, avec une bougie d'allumage (2) reliée à une source de tension (16) par l'intermédiaire d'un interrupteur d'allumage (14), et avec un circuit de commande (15) électronique actionnant ledit interrupteur d'allumage (14), ledit circuit de commande fermant ledit interrupteur d'allumage (14) en fonction de l'angle du vilebrequin et 10 d'autres paramètres d'exploitation du moteur (1) tels que sa vitesse et déclenchant une étincelle d'allumage par tour de vilebrequin (10), le circuit de commande (15) disposant pour une seule et même vitesse d'un point d'allumage pour le cas de marche au ralenti et d'un point d'allumage pour le cas de l'accélération, caractérisé en ce que le circuit de commande (15) 15 surveille la vitesse au ralenti, que ledit circuit de commande (15) commute sur le moment pour le cas de l'accélération, s'il y a une augmentation de la vitesse en marche au ralenti, et qu'à la suite de la commutation de l'allumage sur le cas de l'accélération, la surveillance de la vitesse est maintenue, et que s'il y a absence de la poursuite de l'augmentation de la 20 vitesse, ou s'il y a une chute de ladite vitesse, le circuit de commande (15) commute en retour sur le point d'allumage pour le cas de marche au ralenti. 2. Circuit d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gradient de la vitesse est utilisé comme paramètre d'exploitation pour la commutation du point d'allumage. 3. Circuit d'allumage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la modification de la vitesse d'un moteur à deux temps est déterminée par l'intermédiaire d'un tour du vilebrequin au moins. 4. Circuit d'allumage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la modification de la vitesse d'un moteur à quatre temps est déterminée 30 par l'intermédiaire de deux tours du vilebrequin au moins. 5. Circuit d'allumage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que parallèlement à la commutation sur le cas de l'accélération, une quantité complémentaire de carburant est introduite dans la tubulure d'admission (5). 6. Circuit d'allumage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que parallèlement à la commutation sur le cas de l'accélération, d'autres paramètres d'exploitation du moteur à combustion sont réglés sur une accélération optimale.