Brevet FR2914961A1 — publié le 20081017

DISPOSITIF DE DETERMINATION DE L'ETAT DE FONCTIONNEMENT D'UNE BOBINE D'ALLUMAGE. La présente invention concerne le domaine de détermination de l'état de fonctionnement d'une bobine d'allumage, en particulier pour les véhicules automobiles. En effet, du fait notamment du développement des systèmes OBD (On-Board Diagnostic pour diagnostic à bord), il est utile de pouvoir tester de manière simple et rapide le bon fonctionnement des composants relatifs à l'allumage et notamment, de pouvoir déterminer si une bobine d'allumage est encore en bon état ou si elle est défectueuse. Plus précisément, l'invention concerne selon un premier de ses objets un dispositif de détermination de l'état de fonctionnement d'une bobine d'allumage comprenant : - des moyens de connexion à une bobine d'allumage, 20 et - des moyens d'affichage configurés pour afficher l'état de fonctionnement de la bobine. Un tel dispositif se présente généralement sous la forme d'un boîtier externe connectable à une bobine 25 d'allumage, est muni d'afficheurs, et est particulièrement volumineux. En outre, ce genre de dispositif est assez complexe et onéreux. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif particulièrement 30 simple à mettre en œuvre, à un coût particulièrement réduit, et dont le volume est également particulièrement réduit. Avec cet objectif en vue, le dispositif selon l'invention, par ailleurs conforme au préambule cité ci-avant, est essentiellement caractérisé en ce que : - les moyens d'affichage sont couplés à des moyens de comparaison, -lesdits moyens de comparaison sont configurés pour comparer à un seuil la valeur d'un courant de décharge sur un chemin de décharge de la bobine d'allumage, l'état de la bobine étant considéré comme défectueux si la valeur du courant de décharge est inférieure au seuil, et en bon état sinon. Selon un autre de ses objets, l'invention concerne un procédé de détermination de l'état de fonctionnement d'une bobine d'allumage comprenant un primaire relié à des moyens de charge et un secondaire relié à une bougie d'allumage, comprenant les étapes consistant à : - charger au préalable la bobine d'allumage. Selon l'invention, le procédé est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes consistant à : - déconnecter le secondaire de la bougie d'allumage, -établir un chemin de décharge de la bobine 25 d'allumage, - mesurer le courant sur le chemin de décharge, - comparer la valeur du courant de décharge à un seuil, et - afficher le résultat de la comparaison, l'état de 30 la bobine étant considérée comme défectueux si la valeur du courant de décharge est inférieure au seuil, et en bon état sinon. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront pus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 illustre un mode de réalisation du dispositif selon l'invention dans un contexte de véhicule automobile, - la figure 2 illustre un autre mode de réalisation 10 du dispositif selon l'invention, et - la figure 3 illustre encore un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention. En référence à la figure 1, la présente invention vise à déterminer l'état de fonctionnement d'une bobine 15 d'allumage 12. Classiquement, la bobine d'allumage comprend des moyens de connexion, en l'espèce un connecteur 13, pour être connectée à un autre connecteur 11 relié par des moyens de conduction électrique 10, en l'espèce des 20 câbles, à un calculateur 9, en l'espèce un ECU (unité électronique de commande), et à des moyens de charge 16 de la bobine d'allumage, en l'espèce la borne positive de la batterie d'un véhicule automobile. Pour mettre en oeuvre un allumage, il convient de 25 réaliser une étincelle aux électrodes d'une bougie connectée à la bobine 12 par des moyens de connexion 14, en l'espèce une sortie haute-tension, donc de charger au préalable la bobine d'allumage. A cet effet, la bobine d'allumage 12 comprend un 30 primaire et un secondaire. Elle est normalement chargée via son primaire par les moyens de charge 16 couplés au calculateur 9 en laissant croître le courant jusqu'à une valeur nominale qui dans le cadre de l'utilisation courante est de l'ordre de 6,5A. A cet effet, le calculateur 9 comprend des moyens de pilotage 15, en l'espèce un contrôleur d'allumage dit "driver d'allumage" sous forme d'un transistor, qui est passant pour une mise en charge de la bobine 12. Lorsque le transistor 15 est bloqué, il coupe le courant de charge de la bobine d'allumage 12, et l'énergie emmagasinée par la bobine 12 est normalement convertie en une haute-tension secondaire qui permet de générer une étincelle à une bougie par les moyens de connexion en sortie haute-tension 14. Cependant, une fois la bobine d'allumage 12 chargée, si cette bobine d'allumage est en bon état et que l'on déconnecte le secondaire de la bougie d'allumage, c'est-à-dire que l'on coupe la connexion 14, la bobine d'allumage 12 est laissée avec son secondaire `en l'air', sans connexion à une bougie ou à une charge, et l'énergie emmagasinée est alors dissipée sous forme calorifique dans des résistances, condensateurs et inductances de fuite. Toutefois, cette énergie peut être canalisée en établissant un chemin de décharge de la bobine d'allumage, par exemple par une diode de protection du transistor d'allumage 17. Une tension inverse est alors présente au primaire de la bobine et peut conduire à une circulation d'un courant de décharge inverse au courant de charge de la bobine, dont la forme d'onde de la tension est alors celle d'une oscillation amortie. L'invention vise à utiliser un tel courant de décharge pour en déduire l'état de la bobine d'allumage 12. En effet, si la bobine d'allumage 12 est défectueuse (fuites, claquages, courts-circuits...), l'énergie emmagasinée dans celle-ci est dissipée très rapidement, et le courant de décharge est très faible, voire nul. Selon l'invention, on mesure donc le courant sur le 10 chemin de décharge, et on compare la valeur du courant de décharge à un seuil. En fonction du résultat de la comparaison, l'état de la bobine étant considérée comme défectueux si la valeur du courant de décharge est inférieure au seuil, et 15 en bon état sinon. Avantageusement, le résultat de la comparaison est affiché par des moyens d'affichage. Dans un mode de réalisation, les moyens d'affichage comprennent une première diode électroluminescente 4 20 (LED) dont l'intensité d'éclairage correspond au résultat de la comparaison. Par exemple, la LED peut émettre une lumière de forte intensité si la bobine est en bon état (passage d'un courant de décharge), et une lumière de faible intensité, voire nulle si l'état de la bobine 25 d'allumage est défectueux (courant de décharge très faible, voire nul). Dans un autre mode de réalisation, représenté figure 3, les moyens d'affichage comprennent une première 4 et une deuxième 4' diodes électroluminescentes, l'allumage 30 de la première diode, par exemple de couleur rouge, correspondant à un état défectueux de la bobine d'allumage, et l'allumage de la deuxième diode, par exemple de couleur verte, correspondant à un bon état de la bobine d'allumage. Il convient dans ce mode de réalisation, de munir le dispositif selon l'invention de moyens de commutation (non représentés) configurés pour allumer sélectivement les moyens d'allumage en fonction de la valeur du courant de décharge, c'est-à-dire par comparaison de la valeur du courant de décharge à un seuil. Les moyens de comparaison comprennent par exemple une diode Zener 5 montée en parallèle avec un condensateur 6. Avantageusement, le dispositif selon l'invention comprend en outre une résistance 7 montée en série ou en parallèle avec le condensateur 6, selon l'une des configurations représentées à la figure 1 et à la figure 2. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1 . -la cathode de la LED 4 est reliée à la borne du connecteur 2 d'où provient l'alimentation en tension positive des moyens de charge 16 (accumulateur) d'un véhicule automobile. L'anode de la LED 4 est reliée à une borne du connecteur 3, - la diode Zéner 5 est reliée aux deux bornes de la LED 4. L'anode de la diode Zéner 5 est reliée à la cathode de la LED 4; la cathode de la diode Zéner 5 est reliée à l'anode de la LED 4. Cette diode Zéner 5 a deux fonctions. Elle permet dans son sens passant, de laisser passer le courant de charge de la bobine d'allumage, et dans son sens inverse, de limiter la tension aux bornes de la LED 4, - le condensateur 6 est relié aux deux bornes de la LED 4. Ce condensateur 6, se charge si un courant inverse (de décharge) tente de parcourir le circuit, à la coupure du courant de charge bobine. La tension du condensateur est la tension appliquée à la LED 4. Ce condensateur réalise donc une intégration du courant de décharge afin d'effectuer une discrimination sur une durée de passage du courant négatif représentatif de la quantité d'énergie générée dans cette phase par la bobine. De ce fait, des pulses de courant négatif de faibles durées n'allumeront pas la LED 4, - la résistance 7 est reliée aux bornes de la LED 4. Le rôle de cette résistance est de permettre de régler la décharge du condensateur et de participer également au taux de charge de celui-ci, - un câble 8 relie les deux bornes de masse du 15 connecteur 2 et du connecteur 3. Dans un autre mode de réalisation non représenté, le dispositif selon l'invention peut être interposé non pas sur l'alimentation de la bobine d'allumage, mais sur la masse 8. 20 Le dispositif selon l'invention est avantageusement réalisé sous forme de boîtier 1 mis le long d'un chemin de décharge, entre la bobine d'allumage 12 d'une part, et les moyens de charge 16 et le calculateur 9 d'autre part. A cet effet, le dispositif selon l'invention est 25 muni de premiers moyens de connexion, en l'espèce un connecteur 2, connectable au connecteur 11 vers les moyens de charge 16 et le calculateur 9, et de deuxièmes moyens de connexion, en l'espèce un autre connecteur 3, connectable au connecteur 13 vers la bobine d'allumage 30 12. Les moyens de connexion 2, 3 du boîtier 1 sont accessibles depuis l'extérieur dudit boîtier. Le dispositif selon l'invention peut également être mis en oeuvre sous forme de logiciel embarqué dans le calculateur 9. A cet effet, le chemin de décharge comprend avantageusement une diode inverse (diode de substrat du transistor) ou diode en parallèle au driver d'allumage 17. L'invention peut être mise en œuvre également pour réaliser la détection d'éventuels ratés d'allumage, permettant notamment de déclencher une alerte pour un changement de la bougie d'allumage concernée. Avantageusement, l'invention permet de vérifier de manière très rapide et très simple, sans électronique lourde, l'état de fonctionnement d'une bobine d'allumage, c'est-à-dire qu'elle a bien emmagasiné, lors de l'arrêt de la charge, l'énergie nécessaire à la réalisation d'une étincelle à la bougie à laquelle celle-ci est normalement reliée. Les moyens d'affichage peuvent être très simples (LED 4). Ils peuvent également comprendre un photocoupleur ou des moyens d'affichage de mesure de tension (voltmètre). La mise en oeuvre de l'invention ne nécessite pas de câblage supplémentaire, et aucune alimentation du dispositif n'est nécessaire. La mise en œuvre de l'invention, lorsque la bobine d'allumage est normalement connectée à la bougie, ne gêne pas le fonctionnement du moteur. Avantageusement, le dispositif selon l'invention peut être mis en oeuvre sous forme d'un boîtier de très petite taille ( Le dispositif selon l'invention n'est pas dédié à un type de bobine ou de véhicule automobile particulier, et peut être réutilisé de nombreuses fois. Avantageusement, les coûts de construction du boîtier selon l'invention sont très faibles. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détermination de l'état de fonctionnement d'une bobine d'allumage (12) comprenant : - des moyens de connexion (3) à la bobine d'allumage (12), et - des moyens d'affichage configurés pour afficher l'état de fonctionnement de la bobine (12), caractérisé en ce que : - les moyens d'affichage sont couplés à des moyens de comparaison configurés pour comparer à un seuil la valeur d'un courant de décharge sur un chemin de décharge de la bobine d'allumage, l'état de la bobine étant considéré comme défectueux si la valeur du courant de décharge est inférieure au seuil, et en bon état sinon. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens d'affichage comprennent une première diode électroluminescente (4) dont l'intensité d'éclairage correspond au résultat de la comparaison. 3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens d'affichage comprennent une première (4) et une deuxième (4') diodes électroluminescentes, l'allumage de la première diode correspondant à un état défectueux de la bobine d'allumage, et l'allumage de la deuxième diode correspondant à un bon état de la bobine d'allumage. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de comparaison comprennent une diode Zener (5) montée en parallèle avec un condensateur (6). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre des moyens de connexion (2) à des moyens de charge (16) de la bobine d'allumage (12) et des moyens de connexion (2) à des moyens de décharge (8, 11, 15) de la bobine d'allumage (12). 6. Boîtier (1) comprenant le dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de connexion (2, 3) sont accessibles depuis l'extérieur dudit boîtier (1). 7. Procédé de détermination de l'état de fonctionnement d'une bobine d'allumage comprenant un primaire relié à des moyens de charge et un secondaire relié à une bougie d'allumage, comprenant les étapes consistant à : - charger au préalable la bobine d'allumage, et caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes consistant à : - déconnecter le secondaire de la bougie 20 d'allumage, - établir un chemin de décharge de la bobine d'allumage, - mesurer le courant sur le chemin de décharge, -comparer la valeur du courant de décharge à un 25 seuil, et - afficher le résultat de la comparaison, l'état de la bobine étant considérée comme défectueux si la valeur du courant de décharge est inférieure au seuil, et en bon état sinon. 30 8. Procédé de détection de ratés d'allumage sur un véhicule automobile utilisant le dispositif selon l'unequelconque des revendications 1 à 5 et/ou mettant en œuvre le procédé selon la revendication 7.