Brevet FR2894298A1 — publié le 20070608

PROCEDE ET DISPOSITIF DE DIAGNOSTIC D'UNE BOBINE D'ALLUMAGE D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE. La présente invention concerne un dispositif de diagnostic d'un organe 5 composant les moteurs à combustion interne. Elle concerne plus particulièrement la détection d'un disfonctionnement d'une bobine d'allumage d'un tel moteur. Traditionnellement, afin de vérifier l'état de fonctionnement de la bobine d'allumage, les garagistes après avoir mis en marche le moteur, alors 10 que le véhicule est à l'arrêt, déconnectent le câble d'alimentation d'une bougie d'allumage et approchent l'embout d'alimentation d'un point de masse du véhicule. Le diagnostic est réalisé en visualisant les étincelles naissant entre le câble d'alimentation lié à la bobine d'allumage et le point de masse du véhicule. Afin de forcer la bobine à fournir une tension supplémentaire, le 15 garagiste éloigne progressivement l'électrode liée électriquement à la bobine du point de masse du véhicule. Cette technique empirique de diagnostic de la bobine dépend en grande partie de l'expérience et de la dextérité du garagiste et est donc peu fiable. En outre, elle peut conduire à la destruction de la bobine par perçage 20 de l'isolant qui la protège, si le garagiste écarte trop l'électrode du point de masse du moteur. En outre, le garagiste ne peut effectuer les tests de fonctionnement de la bobine d'allumage qu'à l'arrêt du véhicule. Or, les besoins en tension d'allumage sont plus faibles à l'arrêt que lors d'une accélération à pleine 25 charge du moteur. Il est possible qu'une bobine fournisse une tension suffisante à l'arrêt mais que pour certains points de fonctionnement elle soit défectueuse. Cette déficience ne peut pas être détectée par l'opérateur si il met en oeuvre le procédé précédemment décrit. - 2 Aux fins de diagnostics des différents éléments du moteur, une "valise de diagnostic" composée d'un ordinateur portable se connectant aux calculateurs moteur et dialoguant avec ces derniers, a également été proposée. Toutefois, ce type de valise est difficile à mettre en oeuvre et l'interprétation des informations recueillies est ardue. De plus des modules informatiques coûteux dédiés spécifiquement au diagnostic de l'allumage sont nécessaires pour détecter un disfonctionnement de la bobine. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients de l'art antérieur, en fournissant un procédé et un dispositif de diagnostic de l'état de fonctionnement de la bobine d'allumage, peu coûteux, particulièrement simple à mettre en oeuvre et indépendant du niveau d'expérience de l'opérateur. Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé et un dispositif pour sa mise en oeuvre, permettant de tester le fonctionnement de la bobine pour l'ensemble de ses points de fonctionnement, sans endommager la bobine ou le circuit d'allumage. L'invention propose un procédé de diagnostic du fonctionnement d'une bobine d'allumage d'un moteur à combustion interne, comportant en outre, au moins un câble électrique reliant la bobine d'allumage à au moins une bougie d'allumage implantée dans une culasse du moteur, caractérisé en ce que le procédé comporte au moins les étapes consistant à : - introduire temporairement dans le circuit d'allumage un interrupteur commandé en tension, - faire fournir par la bobine une tension dite de diagnostic, supérieure à une valeur de seuil nécessaire à la formation d'une étincelle par la bougie, - vérifier la formation effective d'une étincelle en réponse à ladite fourniture. 2894298 -3 L'étape de vérification consiste à constater des ratés de combustion moteur. Selon une caractéristique de l'invention, l'étape de vérification de la formation d'une étincelle consiste à visualiser une image du courant 5 traversant l'interrupteur. L'étape de vérification consiste à visualiser une étincelle produite au sein de l'interrupteur. L'invention propose aussi un dispositif de diagnostic du fonctionnement d'une bobine d'allumage d'un moteur à combustion interne, comportant en 10 outre au moins un câble électrique reliant la bobine à au moins une bougie d'allumage implantée dans la culasse du moteur caractérisé en ce que ledit dispositif comporte un élément conducteur, destiné d'une part à être électriquement et temporairement connecté à la bobine d'allumage à tester et d'autre part, destiné à être disposée, lors du diagnostic, à une distance non 15 nulle et réglable de la partie, externe à la culasse, de l'électrode centrale de ladite bougie d'allumage, de manière à autoriser la formation d'une étincelle, entre l'électrode centrale de la bougie d'allumage et l'élément conducteur,lors du fonctionnement du moteur. L'élément conducteur est solidaire d'un élément isolant dans lequel il est 20 partiellement logé, et la longueur de l'élément isolant est fonction de la distance d. L'élément conducteur est une tige métallique logée dans un passage aménagé dans l'élément isolant, ladite tige faisant saillie à l'intérieur et à l'extérieur de l'élément isolant. 25 L'élément isolant est un tube, le passage étant sensiblement coaxial à l'axe du tube isolant et, la tige étant collée ou vissée au tube sur une portion de sa longueur. L'élément conducteur est l'électrode centrale d'une bougie d'allumage de test dépourvue de son électrode de masse, ladite bougie de test étant - 4 partiellement insérée dans le tube isolant à son extrémité opposée à la bougie d'allumage. L'élément isolant comporte une lumière de contrôle de la formation d'une l'étincelle dans le tube isolant lors du diagnostic. Un élément facilitant la vision de l'étincelle est inséré dans la lumière de contrôle. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront de manière plus claire à la lecture de la description détaillée, non limitative, de plusieurs modes de réalisation de la présente invention en référence aux annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un circuit d'allumage conventionnel la figure 2 est une vue schématique en coupe axiale d'un premier mode de réalisation du dispositif selon l'invention - la figure 3 est une vue schématique en coupe axiale d'un second mode de réalisation de la présente invention. la figure 4 est une vue schématique en coupe axiale du mode de réalisation préféré de la présente invention. On se reporte à présent à la figure 1. Le circuit d'allumage conventionnel 6 comporte une bobine 11 dont l'enroulement primaire est relié en série avec une batterie d'accumulateur 7 et est couplé électromagnétiquement, pour constituer un transformateur de tension, à un enroulement secondaire placé dans un circuit haute tension comportant un entrefer d'éclatement appartenant à une bougie 19. Dans ce système d'allumage, les coupures intermittentes sont réalisées par un rupteur 17, interposé dans la ligne électrique de retour à la masse du bobinage. L' ouverture et la fermeture du rupteur 17 sont provoquées par une unité électronique de commande. Le rupteur 17 est un élément de l'allumeur 13. Au moment où le circuit primaire se ferme, le courant s'établit progressivement et lorsqu'il s'ouvre, ce courant se trouve alors dérivé vers le condensateur 15 branché aux bornes du rupteur 17. Le condensateur se charge de courant de self puis se décharge aussitôt. La variation brutale du flux dans le circuit primaire provoque la formation d'un courant haute tension dans l'enroulement secondaire puis est distribué vers l'une des bougies 19. Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent de détecter un disfonctionnement de la bobine 11 du type de celle présentée ci-dessus. Le dispositif et le procédé selon l'invention permettent de créer artificiellement un besoin supplémentaire en tension pour forcer la bobine à fournir une tension élevée proche de la valeur de tension maximale qu'elle peut fournir. Plus précisément, lors d'un fonctionnement normal au ralenti, la bougie d'allumage doit fournir une tension comprise entre 10 et 15 Kv. Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent par exemple de forcer la bobine à fournir une tension supérieure à 25 Kv. De plus, le besoin en tension évolue avec le vieillissement des bougies. En effet, la tension d'allumage pour la formation d'une étincelle atteint une valeur de l'ordre de 30Kv lorsque la bougie est usagée. Le seuil que doit atteindre la bobine d'allumage étant de l'ordre de 25 KV, il garantit un test efficace sur la majorité des bougies d'allumage. En se reportant à la figure 2, on voit une bougie d'allumage 23, semblable à l'une de bougie 19 de la figure 1, en position montée dans une culasse 21 du moteur à combustion interne. Le dispositif 20 selon l'invention est constitué d'une seconde bougie de test 25 qui est dépourvue d'électrode de masse, d'un premier tube isolant 27 externe de diamètre interne légèrement supérieur à celui du bec inférieur en céramique 29 de la bougie de test 25. Le tube 27 est vissé ou collé au bec en céramique 29. Le dispositif selon l'invention comporte aussi un second tube isolant 31 interne de diamètre inférieur et coaxial au premier tube isolant 27, le premier tube 31 étant apte à s'enficher à une de ses extrémités 31.a à l'extrémité 33 de la bougie qui est opposée à l'électrode inférieur de masse. L'autre extrémité 31.b du second tube isolant 31 étant collée au bec de céramique 29 de la bougie de test 25. Afin de faciliter la mise en place de la bougie de test 25 sur le tube isolant 31, un évidement tronconique concave 30 est aménagé dans le bec de céramique 29. L'extrémité 31.b du tube isolant 31 destinée à être collée au bec de céramique 29 a une forme complémentaire de celle de l'évidement concave 30 et est insérée dans celui-ci pour un assemblage par collage de l'ensemble. Le tube isolant interne 31 a pour but, lors de l'utilisation du dispositif, de prévenir la formation d'une étincelle entre l'électrode centrale 32 de la bougie de test 25 et le culot 35 de cette même bougie, ou entre l'électrode centrale 32 de la bougie de test 25 et une surface métallique du moteur, par exemple appartenant au puit de bougie. Afin de tester la bobine d'allumage, on déconnecte le faisceau électrique d'allumage reliant la bougie 23 au reste du circuit d'allumage. Le dispositif 20 selon l'invention est alors mis en place sur la bougie d'allumage 23. Plus précisément, le tube interne 31 est mis en place sur l'extrémité libre 33 de la bougie d'allumage 23 alors que, le tube externe 27 est en buté sur le culot 37 de la bougie d'allumage 23. La longueur respective des deux tubes est fonction de la distance "d" que l'on désire laisser entre l'électrode centrale de la bougie de test 25 et l'extrémité libre 33 conductrice de la bougie d'allumage. Cette distance "d" est fonction de la tension que l'on désire faire fournir par la bobine lors du diagnostique. Le câble correspondant du faisceau électrique d'allumage est alors connecté à l'extrémité libre 39 de la bougie de test 25. Le moteur est ensuite mis en marche. Si la bobine d'allumage est défectueuse, la tension qu'elle fournit sera insuffisante pour la formation d'une étincelle, d'une parte entre l'électrode centrale 32 de la bougie de test 25 et l'extrémité libre conductrice 33 de la bougie d'allumage, et, d'autre part entre les électrodes 22 et 24 de la bougie d'allumage 23. Des ratés de combustion auront lieu. Ces ratés mesurés et/ou ressentis ou une augmentation du taux de ratés indiquent que la bobine est présumée défaillante. La figure 3 présente un mode de réalisation simplifié par rapport au mode de réalisation précédemment décrit. En effet, dans ce mode de réalisation, le culot 35 de la bougie de test et le tube isolant interne 31 ont été supprimés. L'utilisation du dispositif selon ce mode réalisation, est conforme à la description précédemment donnée. Pour les deux modes de réalisation précédents, la valeur de la tension additionnelle nécessaire à l'établissement d'un arc électrique entre l'électrode centrale 32 de la bougie de test 25 et l'extrémité libre conductrice 33 de la bougie d'allumage, est ajustée par le choix de la longueur du tube extérieur 27 ou de la longueur du tube interne 31 si celui-ci est présent. Dans le mode de réalisation de la figure 4, le dispositif selon l'invention comporte un élément isolant 41, ou tube isolant 41, constitué de deux cylindres coaxiaux 45 et 47. Un premier cylindre inférieur 45 évidé est ouvert à son extrémité et le second cylindre supérieur 47 de diamètre inférieur est réalisé venue de matière avec le premier cylindre 45. Un passage axial 42 traversant le cylindre supérieur 47 et débouchant dans la cavité interne du cylindre inférieur 45 est aménagé dans l'élément isolant 41. Ce passage débouche dans l'évidement du cylindre inférieur 45. Une tige métallique 49, de longueur supérieure à la longueur totale ou hauteur du passage 42, est insérée dans le passage 42 de manière à faire saillie vers le haut et vers le bas du cylindre supérieur 47. La tige métallique 49 est vissée ou collée dans le passage 42. La tige métallique 49 comporte à son extrémité libre supérieure 59.a faisant saillie à l'extérieur du second cylindre une rainure formant tête fendue 55 apte à coopérer avec un tournevis. L'extrémité libre du second cylindre est apte à coopérer avec l'embout du faisceau électrique d'allumage (non représenté) afin de relier électriquement ledit faisceau et la tige métallique 49. Le cylindre inférieur 45 comporte une lumière 51 pour permettre à l'opérateur de voir l'étincelle naissant entre la tige métallique 49 et l'électrode centrale de la bougie d'allumage 23. Cette lumière 51 s'étend depuis la face extérieure radiale 55 du cylindre inférieur 45 et débouche dans l'évidement 53 du premier cylindre à proximité de l'extrémité inférieure 59.b de la tige métallique 59. Afin d'améliorer la visibilité des étincelles, une fibre optique ou un barreau transparent peut-être inséré(e) dans la lumière de visibilité 51. Afin de tester une bobine d'allumage, on déconnecte le faisceau électrique d'allumage reliant la bougie 23 au reste du circuit d'allumage. Le dispositif 41 selon l'invention est alors mis en place sur le culot 37 de la bougie d'allumage 21. L'évidement 53 du premier cylindre est de diamètre supérieur à celui de la partie de la bougie 23 qui s'étend hors de la culasse 21 du moteur, entouré par le dispositif 41, mais de diamètre inférieur à celui du culot 37 de la bougie 23. Ceci autorise l'insertion de la partie externe de la bougie d'allumage 23 dans l'évidement 53 de l'élément isolant 41. Lors de son montage, le dispositif 41 vient en butée la face supérieure 37.a du culot 37 de la bougie d'allumage 23. Le dispositif 41 est dimensionné de manière que la tige métallique 49 soit coaxiale à la bougie d'allumage 23, et de manière qu'il existe une distance "d" non nulle entre les extrémités en vis-à-vis de l'extrémité libre conductrice 33 de la bougie d'allumage 23 et ladite tige de métallique 49. Dans le cas d'une tige métallique vissée dans le passage traversant le cylindre supérieur 47, la distance "d" peut aussi être réglée par un opérateur grâce à la rainure 55 au moyen d'un tournevis. En réglant cette distance on peut régler la valeur de la tension additionnelle nécessaire à l'établissement d'un arc électrique entre la tige métallique 49 et l'électrode centrale de la bougie d'allumage 23. Le moteur est ensuite mis en marche. Si la bobine d'allumage est défectueuse, la tension qu'elle fournit sera insuffisante à la formation d'une étincelle, d'une parte entre la tige métallique 49 et l'électrode centrale de la bougie d'allumage, et d'autre part entre les électrodes de la bougie d'allumage 23. Des ratés de combustion auront donc lieu. Ces ratés mesurés ou ressentis, ou une augmentation du taux de raté indiqueront que la bobine est présumée défaillante. En outre, grâce à la lumière 51 l'opérateur pourra voir si les étincelles de test apparaissent et effectuer un contrôle visuel du bon déroulement du test. Selon l'invention, le tube isolant 27 ou 41 peut-être réaliser en un matériau transparent. L'invention permet de maîtriser la tension que devra délivrer la bobine d'allumage lors des phases de test. REVENDICATIONS 1-Procédé de diagnostic du fonctionnement d'une bobine d'allumage d'un moteur à combustion interne, comportant en outre, au moins un câble électrique reliant la bobine d'allumage à au moins une bougie d'allumage (19) 5 implantée dans une culasse du moteur caractérisé en ce que le procédé consiste à : - introduire temporairement dans le circuit d'allumage un interrupteur (27, 25,29) commandé en tension, - faire fournir par la bobine une tension dite de diagnostic, supérieure à 10 une valeur de seuil nécessaire à la formation d'une étincelle par la bougie et - vérifier la formation effective d'une étincelle en réponse à ladite fourniture. 2- Procédé de diagnostic selon la revendication 1 caractérisé en ce que 15 l'étape de vérification consiste à mesurer des ratés de combustion moteur. 3 - Procédé de diagnostic selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'étape de vérification de la formation d'une étincelle consiste à visualiser une image du courant traversant l'interrupteur (27,25,29). 4- Procédé de diagnostic selon la revendication précédente caractérisé en ce 20 que l'étape de vérification consiste à visualiser une étincelle produite au sein de l'interrupteur (27, 25, 29). - Dispositif de diagnostic du fonctionnement d'une bobine d'allumage d'un moteur à combustion interne comportant en outre au moins un câble électrique reliant la bobine à au moins une bougie d'allumage et au moins 25 une bougie d'allumage implantée dans la culasse du moteur, caractérisé en ce que le dispositif comporte un élément conducteur (25,59) destiné d'une part à être électriquement et temporairement connecté à la bobine d'allumage à tester, et d'autre part destiné à être disposé, lors du diagnostic, à une-11- distance (d) non nulle et réglable de la partie, externe à la culasse, de l'électrode centrale de ladite bougie d'allumage (23), de manière à autoriser la formation d'une étincelle, entre l'électrode centrale de la bougie d'allumage (23) et l'élément conducteur (25, 49), lors du fonctionnement du moteur. 6-Dispositif de diagnostic selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'élément conducteur (25) est solidaire d'un élément isolant (27,41) dans lequel il s'insère partiellement, et en ce que la longueur de l'élément (27,47) est fonction de la distance d. 7- Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que 10 l'élément conducteur est une tige métallique (49) disposée dans un passage aménagé dans l'élément isolant (27,47), ladite tige faisant saillie à l'intérieur et à l'extérieur de l'élément isolant. 8 - Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'élément isolant est un tube (41) et en ce que le passage est sensiblement 15 coaxial à l'axe dudit tube isolant (41), et la tige étant collée ou vissée au tube (41) sur une portion de sa longueur. 9 -Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que l'élément conducteur est l'électrode centrale d'une bougie d'allumage (25) dépourvue de son électrode de masse, ladite bougie de test étant partiellement insérée 20 dans le tube isolant (27) à son extrémité opposée à la bougie d'allumage (23). - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9 caractérisée en ce qu'il comporte une lumière (51) de contrôle de l'étincelle naissant dans le tube isolant (41) lors du diagnostic. 25 11-Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'un élément facilitant la vision de l'étincelle de test est inséré dans la lumière de contrôle (51).