CA1140205A - Capteur de position angulaire pour moteur a combustion interne equipe d'un systeme d'allumage electronique - Google Patents
Capteur de position angulaire pour moteur a combustion interne equipe d'un systeme d'allumage electroniqueInfo
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Abstract
PRECIS DE LA DIVULGATION
Moteur à combustion interne multicylindres, équipé d'un système électronique d'ignition incluant un senseur de position des pistons comprenant: un jeu de M + 1 éléments conducteurs identiques qui tournent en synchronisme avec le vilebrequin du moteur, deux détecteurs de proximité fixes adjacent qui délivrent des signaux électriques identiques mutuellement déphasés, et des circuits électroniques de traitement des signaux de sortie de ces détecteurs de proximité pour fournir un signal de synchronisation du cycle d'ignition du moteur et deux signaux de synchronisation des instants d'ignitions du moteur; l'invention trouve son application dans les moteurs à combustion ayant un nombre pair M de cylindres et qui est équipé d'un système électronique d'allumage incluant un distributeur électronique des signaux de synchronisation des instants d'allumage des cylindres.
Moteur à combustion interne multicylindres, équipé d'un système électronique d'ignition incluant un senseur de position des pistons comprenant: un jeu de M + 1 éléments conducteurs identiques qui tournent en synchronisme avec le vilebrequin du moteur, deux détecteurs de proximité fixes adjacent qui délivrent des signaux électriques identiques mutuellement déphasés, et des circuits électroniques de traitement des signaux de sortie de ces détecteurs de proximité pour fournir un signal de synchronisation du cycle d'ignition du moteur et deux signaux de synchronisation des instants d'ignitions du moteur; l'invention trouve son application dans les moteurs à combustion ayant un nombre pair M de cylindres et qui est équipé d'un système électronique d'allumage incluant un distributeur électronique des signaux de synchronisation des instants d'allumage des cylindres.
Description
2~
CAPq~EUR DE POSI~ION A~GU~AIRE POUR MO~EUR_A
COMBUS~ION IN~ERNE EQUIPE D'UN SYSTEME
D ' ALI;U~GE EIæC~RONIQUE .
~ 'invention se rapporte à la technique de l'allu-mage des moteurs à combustion interne multicylindres ;
elle concerne, plus précisément, un capteur de posi-tion angulaire qui fournit une pluralité de signaux électriques permettant la synchronisation d'un sys-tème d'allumage électronique.
Un système d'allumage électronique, pour moteur à
combustion interne comportant une pluralité de cylin-dres, comprend : des circuits d'avance automatique qui élaborent, à un instant déterminé, fonction du régime de fonctionnement du moteur, des signaux électriques permettan-t de déclencher séquentiellement 9 par l'in-termédiaire d'un circuit de distribution, des généra-teurs d'étincelles étant reliées aux bougies d'igni-tion disposées dans les cylindres du moteur.
Dans un système d'allumage électronique, il estconnu, dans le but d'assurer un ~onctionnement parfait des circuits d'avance automatique sur l'enæem~le des régimes d'utilisation du moteur9 de mettre en oeu~re des circuits d'a~ance automatique comprenant deux ca- -naux dont le fonctionnement s'exclut mutuellemen-t ;
un premier canal qui opère durant les phases de aémar-rage et de ralenti du moteur, et un second canal qui opère durant la phase de croisière. Il est aussi connu, dans le but de réduire par un facteur deux le nombre de générateurs d'étincelles 7 ae mettre en oeuvre des - ~ ~ , .
- ..
- .
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générateurs d'étincelles à secondaire jumelé.
Pour assurer la synchronisation d'un systeme d'allumage, comprenant notan~ent: des circuits d'avance automatique à l'allumage du type double canal et un cir-cuit de distribution connecté a une pluralité de généra-teurs dlétincelles, il est nécessaire de disposer d'un capteur de mesure de la position des pistons, ou capteur de position angulaire, qui fournit trois séries de signaux électriques synchrones de la rotation du moteur:
- une premiere série de signaux qui indique les instants de passage des pistons en un point voisin du Point Mort Haut (PMH);
- une seconde série de signaux identiques a la premiere série; le déphasage relatif entre la premiere et cette seconde série étant au moins égal a l'angle dlavance maximal a commander;
- une troisieme serie de signaux qui permettent, de façon cyclique, le déclenchement séquentiel de géné-rateurs d'étincelles a secondaire jumelé ou non.
De plus, on peut noter qu'il est souhaitable de pouvoir élaborer, a partir de l'une ou de la combinaison de ces séries de signaux: un signal continu proportionnel a la vitesse de rotation N du moteur, et eventuellement des signaux a deux états indiquant les régimes de rota-tion du moteur, par exemple les regimes de demarrage, de ralenti, de croisière et de survitesse ou encore unevitesse de consigne.
On connaît dejà, par le brevet canadien 1,100,174 emis le 28 avril, 19~1 au demandeur, un capteur de mesure de la position des pistons, couple a un axe de sortie du moteur: ce capteur delivre trois "~
.
" ~14~)2~S
séries de signaux électriques possédant les caractéris-tiques énumérées ci-dessus. Dans ce capteur, de l'art antérieur, des masselottes métalliques sont disposées sur un disque entraîné en rotation par le moteur, un 5 couple de détecteurs décalés angu.lairement détecte le passage des masselottes et fournit deux séries de signaux électriques qui sont combinés, dans un circuit de coincidence, dans le but de fournir des signaux de référence du cycle d'allumage du moteur. Dans ce type 10 de capteur, on dispose de deux jeux de masselottes :
un premier jeu de masselottes constitué de segments métalliques courts et un second jeu de masselottes constitué par des segments métalliques longs, dont l'arc est au moins égal à l'angle maximal d'avance à
15 commander.
Un inconvénient de ce capteur réside dans le fait que, lorsque le diamètre du cercle, sur lequel sont positionnées ces masselottes est important, et que l'angle d'avance à commander est grand, donc corréla-20 tivement la longueur-des segments du second jeu de mas-selottes alors, aux hautes vitesses de rotation du mo-teur, ce second jeu de masselottes est soumis à des forces mécaniques d'arrachement excessives~
Aussi, l'invention a~t-elle pour but de remédier .
25 au défaut précité en fournissant un capteur de mesure de la position des pistons, dans lequel toutes les masselottes métalliques sont identiques et de faibles dimensions.
Ainsi appara1t un premier avantage du capteur se-30 lon l'invention, dans lequel la faible masse des masse-lottes autorise leur positionnement sur un cercle de ` . :; ' .-.
~4(3~S
diamètre important.
Un second avantage résulte du fait que l'identité
des masselottes simplifie les problèmes de production en série importante.
~a présente invention a également pour obje-t un capteur dont les constituants électromécaniques peuvent etre intégrés, aisément au moteur, en ce que les masse-lottas peuvent 8-tre disposées, par exemple, par des moyens de fixation simples, sur le volant du moteur 10 ou le disque d'embrayage, et en ce que le couple de détecteurs peut etre monté dans l'épaisseur du carter de protection du volant ou de l'embrayageO
Dans le but de fournir des signaux de synchronisa-tion à un système d'allumage électronique comprenant, 15 notamment, un circuit d'avance automatique double ca-nal et une pluralité de générateurs d'étincelles, un capteur selon l'invention comporte :
- des mo~ens électromécaniques constitués, d'une part, par un jeu de masselottes, toutes identiques, dis-posées sur un élément tournant en synchronisme a~ecla rotation du moteur et, d'autre part, un couple de détecteurs ~ixes, disposés dans l'épaisseur d'un ..
boitier de protection de l'élément tournant ; le jeu de masselottes comprenant des masselottes prin-cipales régulièrement espacées, dont le nombre est proportionnel au nombre de cylindres du moteur, et au moins une masselotte auxiliaire décalée d'un an-gle 0D au moins égal à l'angle d'avance 0A à comman-der ; le couple de détecteurs étant disposé en re-gard de la course des masselottes et l'espace angu-laire relati~ en les deux détecteurs étant égal à
~ , .
.
:
02~5 l'angle 0~.
- des moyens électroniques de traitement des signaux de sorties des détecteurs ; ces mo~ens comprenant -trois circuits : un circuit de coïncidence qui com-bine les signaux de sortie des deux dé-tecteurs et fournit un signal de sortie S0 correspondant au cycle d'allumage'; un premier circuit logique' qui re~coit le signal de sortie du détecteur Dl et le signal de sortie S0 du circuit de colncidence, et fournit un signal de sortie Sl correspondant aux instants ae passage des pistons au voisinage du P~H
et un second circuit logique qui reçoit le signal de sortie du detecteur D2 et le signal de sortie S0 du circuit de colncidence et fournit un signal de sortie S2 correspondant aux instants de passage des pistons en un point antérieur au PMH.
D~autreæ caractéristiques et avantages que procu-re l'invention apparaltront dans la description détail-lée qui va suivre9 faite en regard des dessins annexés 20 qui représentent 9 à titre explicatif mais nullement limitatif, des modes de réalisation de l'invention.
Sur ces dessins .
- la ~igure 1a représente, sous la forme d'un schéma fonctionnel, un capteur de position angulaire de l'art antérieur ;
- la ~igure ~b représente les chronogrammes des signaux de sortie fournis par le capteur de la figure 1a ;
- la Figure 2a représente, sous la forme d'un schéma fonctionnel9 un capteur de position angulaire, selon l'invention ;
, ..
- la Figure 2b représente les chronogrammes des signaux elabores et fournis par un capteur de position angu-laire, selon l'invention;
- la Figure 3a represente, sous la forme d'un schema fonctionnel, un mode de réalisation des moyens élec~
troniques d'un capteur de position angulaire selon l'invention;
- la Figure 3b represente les chronogrammes des signaux électriques élaborés par le premier circuit logique;
- la Figure 3c représente les chronogrammes des signaux électriques élaborés par le second circuit logique;
- la Figure 4 représente, en vue latérale, un mode de réalisation dlun détecteur;
- la Figure 5 représente, sous la forme d'un schema fonctionnel, un exemple d'application d'un capteur selon l'invention à un moteur quatre cylindres équi-pé d'un systeme d'allumage électronigue.
- la Figure 6 représente, sous une forme schématique, la configuration des moyens electromecaniques d'un capteur destiné a un moteur comportant trois groupes de deux cylindres;
- la Figure 7 représente, sous une forme schematique, la configuration des movens mecaniques d'un capteur dont les masselottes sont entrainees en rotation par l'arbre de distribution du moteur.
- la Figure 8 represente, sous la forme d'une courbe, une loi typique d'avance à l'allumage, en fonction de la vitesse de rotation du moteur.
- la Figure 9 represente, sous la forme d'un schema s~noptique simplifie, une variante de realisation du capteur de posltion angulaire represente sur la fi-gure 2a.
- la Figure 10 represente les chronogrammes des prin-~. -~ i . ~ - .
~()2~
cipaux sigpiaux élec-triques associés au capteur re-présenté sur la figure 8 7 - la ~igu:re 11 représente, sous la forme d'un schéma électrique, un mode de réalisation des circuits électroniques de -trai-tement du capteur représenté
sur la ~igure 9, - la ~igure 12 représente, sous la forme d'un schéma synoptique, une variante de réalisation du système électronique d'allumage équipé d'un capteur de posi-tion angulaire, selon l'invention, - la ~igure 13 représente, sous la forme d'un schéma électrique, un mode de réalisation des circuits électroniques permettant d'inhiber les signaux pa-rasites résultant du rayonnement électromagnétique des générateurs d'étincelles.
Dans la descrip-tion qui va suivre, on considérera que les connaissances de base relatives aux moteurs à combustion interne multicyli~dres son-t largement disponibles dans les ouvrages techniques disponibles.
~a ~igure 1a représen-te, sous ~ne ~orme schéma-tique simplifiée, un capteur de l'art antérieur, des-- tiné à équiper un moteur qui CQmpOrte deux groupes de deux cylindres associés à deux générateurs d'étin-celles à secondaire jumelé. Ce capteur comprend es-sentiellement :
- un disque C entralné en rotation autour d'un axe cen-tral 0, par le ~ilebrequin du moteur ; sur la péri~
phérie de ce disque sont disposées deux masselottes métalliques, une masselotte M1 d'arc 01 et une masse-~0 lotte M2 d'arc 02 ; l'espacement angulai~e entre les ' ~4(~Z~5 masselottes M1 et M2 étant égal à 180 ;- un couple de dé-tecteurs fixes ; un détecteur Dl et un détecteur D2 disposés en regard de la course des masselottes Ml et M2, l'espacement angulaire relatif entre ces deux détecteurs étant égal à un arc ~D ;
le détecteur D.l fournit un signal de sortie E~1 et Ie détecteur D2 fournit un signal de sortie E2.
- un circuit électronique de colncidence comportant deux entrées : une première entrée reliée à la sor-tie du détecteur Dl et une seconde entrée reliée àla sortie du détecteur D2 ; ce circuit électronique ~ourni-t un signal de sortie Eo~
Par construction, l'espacement angulaire relatif ~D des deux détecteurs a une valeur supérieure à l'an~
15 gle d'avance maximal ~A à commander ; la valeur de l'arc 01 est in~érieure à la valeur 0D et la valeur de l'arc 02 est supérieure à la valeur ~D ; le sens de rotation du disque ~ est indiqué par la flèche ;
des moyens étant prévus pour assurer le calage angu-20 laire relati~ entre le disque C et le couple des détec-teurs Dl et D2.
~ a figure 1b représente les chronogrammes des signaux de sortie du capteur de la figure 1a~ Qn peut rappsler qu'un cycle d'allumage du moteur correspond 25 à deux révolutions du vilebrequin, en conséquence, un cycle complet d'allumage correspond à une rotation de 720 du disque C'.
Sur la figure 1b, le signal E2, considéré pendant un cycle d'allumage, est constitué de deux créneaux 2 correspondant au passage de la masselotte M2 devant le détecteur D2 et deux créneaux 1 correspondant au pas-.
' .
sage de la masselotte M1 devant le détecteur D. 2 .
~ e signal ~2 est cons-titué par une séquence de créneaux identiques 1', 2~, aux créneaux 1.2, cette séquence étant déphaséa en retard d'un angle 0D- le 5 signal E0 résulte de la conjonction logique des si-gnaux E1 et E2. ~es fronts montants des signaux E1 et E2 définissent les instants de synchronisation au circuit d'avance automatique et les fronts descen-dants du signal E0 peuvent être utilisés pour synchro-10 niser un circuit de distribution de signaux de déclen-chement des générateurs d'étincelles.
Sur la figure 1b ont été indiqués en pointillés les repères PM~I qui sont situés au voisinage des fronts'montants du signal E1 ; le déphasage entre les 15 PMEI et les fronts montants du signal E1 étant égal à l'angle ~ de calage statique.
~ a figure 2a représente, sous une forme schéma-tique fonctionnelle, un capteur, conforme à l'inven-tion9 destiné à equiper un moteur comportant deux 20 groupes de deux cylindres, chacun de ces groupes é-tant alimenté par un générateur d'étincelles à secon-daire jumelé ; ce capteur, conforme à l'invention, comporte :
- des moyens électromécaniques 105a comprenant :
trois masselottes identiques et deux masselottes principales : une masselotte M1 et une masselotte M2 diamétralement opposées et une masselotte auxi-liaire ~I~ identique aux masselottes M1 et M2, cette masselotte M ~ étant décalée angulairement par rap-port à la masselotte M2 d'un arc ~D 9 un couple de :, ' ' ' ~
:
détecteurs Dl et D2 fixes, dont l'espacement relatifest égal à l'angle ~D déjà défini.
- des moyens électroniques 105b comprenant trois cir-cuits : un circuit de colncidence 11 0 comportant deux entrées : une première entrée reliée à la sortie du détecteur Dl et une seconde entrée con-nectée au détecteur D2 ; un premier circuit logique 120 comportant également deux entrées, une première entrée reliée à la sortie du détecteur Dl e-t une seconde sortie reliée à la sortie du premier cir-cuit logique 11 O ~ enfin un second circuit logique 130 9 comportant également deux entrées, une pre-mière entrée reliée à la sortie du détecteur D2 et une seconde entrée reliée à la sortie du premier circuit logique llO~
Sur la figure 2a, les trois masselottes Ml, M2 et M~ sont disposées, par l'intermédiaire de moyens de fixation, sur un élément tournant V, entra~né en prise directe par l'axe ~ du vilebrequin du moteur, 20 par exemple, l'élément tournant peut e-tre constitué
par le volant du moteur. ~e coupleur de détecteurs Dl et D2 est disposé dans l'épaisseur d'un boi-tier ~, ce boitier ~ ou élément fixe peut être constitué
par le carter de protection du volant, représenté
25 partiellement sur cette figure 2a. ~es signaux élec-triques de sortie des détecteurs Dl et D2 sont res-pectivement les signaux E1 et E29 et les signaux de sortie des circuits 110, 120 et 130 sont respective-ment les signaux S0, Sl et S2.
~a figure 2b représente les chronogrammes des ,, :
2~i principaux signaux du capteur de la figure 2a, con-sidérés pendant un cycle d'allumage du mo-teur. Ie signal ~2 est formé par la séquence des signaux en créneaux 2,~ et 1 résultant du passage des masse-lottes M2, M~ et M1 devan-t le détecteur D2. ~e signal ~1 est formé par la séquence des signaux 2', ~' et 1', résultant du passage des masselottes respectives M2, M~ et M1 devant le détecteur D1~
~e signal S0 résulte de la conjonction logique des signaux E1 et E2, tandis que le signal S2, élaboré
par le circuit 120 résulte de la combinaison logique des signaux ~2 et S0 et le signal S1, élaboré par le circuit 1~0, résul-te de la combinaison logique des signaux E1 et S0. ~es fron~s montants des signaux S1 et S2 permettent de synchroniser les circuits d'avance automatique et les fronts descendants du signal S0 permettent de synchroniser le circuit de distribution des signaux de déclenchement du géné-rateur d'étincelles.
~a fréquence de répétition des signaux générés par le capteur étant proportiGnnelle a la vitesse de rotation N du moteur, ces signaux peuvent ëtre ex-ploités pour élaborer un signal représentatif de la vitesse de rotation ~ ; la phase relative des si-gnaux ~1 et ~2 générés par le capteur peut 8tre, éventuellement, exploitée pour déterminer les diffé-rents régimes de rotation du moteur. Sur cette fi-gure9 l'angle ~ de calage statique de l'allumage est indiaué avec une valeur négative ; il faut toute-fois comprendre que la grandeur de cet angle~ peut ~. . .: ~ .; .
, ~ ~
~ .
être nulle, positive ou négative.
Par construction, selon le type de moteur consi-déré, les masselottes e-t les détec-teurs peuvent etre positionnés de façon à satisfaire aux conditions de calage de l'allumage, alors un tel capteur n'exige pas nécessairement des moyens auxiliaires de calage.
Sur la figure 2a, les masselottes ont été représen-tées sous la forme de segments d'arc, toutefois, d'au-tres formes de masselottes sont envisageables, par exemples cylindriques, comportant ou non des méplats.
~es moyens de fixation de ces masselotteæ peuvent être constitués par un élément fileté qui se visse dans l'épaisseur de la masse du volant. ~es masse-lo-ttes métalliques peuvent être réalisées en un métal de même nature que celui dont est constitué l'élément tournant sur lequel sont disposées ces masselottes.
~a grandeur de l'arc 01 peut être de quelques degrés, et la grandeur de l'angle ~D de plusieurs dizaines de degrés, avec une valeur extrême de 90 dans l'exem-ple de réalisation décrit~ Dans la pratique, le dia-mètre de l'élément V se situe entre 150 et 300 mm.
~ a figure 3a représente, sous une forme fonc-tionnelle, un mode de réalisation des circuits logi-ques 110~ 120 et 1~0 représentés sur la figure 2aJ et-les figures 3b et 3c représentent des chronogrammesdes principaux signaux d'entrée/sortie des composants de la figure 3a.
Sur cette figure 3a, le circuit logique de co1n-cidence 110 est constitué par une porte logique 111 du type "NON ET" (N~ND selon la convention anglo-saxonne) à deux entrées : une première entrée qui .
, ~
, .
, reçoit le signal de sortie El du détecteur Dl et une seconde entrée qui re~coit le signal de sortie E2 du détecteur D2 ; la sortie de cette porte est complé-men-tée par un inverseur 112 dont le signal de sortie est le signal SO.
~ e circuit logique 120 comprend les composants suivants : un inverseur 121, deux bascules bista-bles 122 et 123~ une porte logique 124 du type "~ON OU" (~OR selon la convention anglo-saxonne) et un inverseur 125. ~e fonctionnement de ce circuit 120 sera maintenant décrit en regard de la figure 3b. ~e front montan-t du signal ~0, appliqué à l'entrée S de la bascule 122, positionne la sortie Ql22 au niveau haut ; le front descendant du signal E1.c~ com-plémenté par l'inverseur 121 est appliqué à l'entréeC de la bascule 122 et échantillonne le niveau de l'entrée D qui es-t référencee au niveau bas. ~a bas-cule 123, par son entrée C, échantillonne l'entrée D, qui est reliée à la sortie Q122' par l'action des fronts descendants du signal E1, le créneau ~1.2 positionne ainsi la sortie Q123 au niveau haut et le créneau E1 r~ positionne ce-tte sortie Q123 au niveau bas. ~a réunion logique dans la porte ~OR 124 à trois entrées, complémentée par l'inverseur 125, des trois Q123 et Q124 fournit le signal de sortie ~1 ; les fronts montants des créneaux de ce signal ~1 fournissent les signaux effectifs de synchronisation des circuits d'avance automatique.
~e circuit logique 130 co~prend les composants ,.
z~
suivants : un inverseur 131, trois bascules bistables 132 9 133 et 134 et une porte NOR 135 complémentée par un inverseur 136. ~e fonctionnement de ce circuit logique 130 sera, maintenant, décrit en regard de la 5 figure 3c. ~e front montant des créneaux qui cons-ti-tuent le signal SO appliqué à l'entrée S de la bas-cule 132 posi.tionne la sortie Q132 au niveau haut, les fronts descendants du signal E2 (E2 complémenté
par l'inverseur 131) appliqué à l'entrée ~ de la bas-cule échantillonnent le niveau de l'entrée D qui estréférencée au niveau bas. ~e front montant des cré-neaux du signal SO qui est appliqué, aussi, à l'entrée S de la bascule 133 positionne la sortie Q133 de cette dernière au niveau haut ; les fronts descendants du signal E2 (signal E2 complémenté par l'inverseur 131 ) appliqué à l'entrée ~ échantillonnent le niveau de l'entrée D qui est reliée à la sortie Q 132 permettant ainsi de repositionner la bascule 133 au niveau bas.
~'entrée D de la bascule 134 est echantillonnée par 20 son entrée C par les fronts descendants des créneaux qui constituent le signal E2, l'entrée D ~e la bas-cule 134 étant reliée à la sortie Q de la bascule 133 ; en conséquence, la sortie Q de la bascule 134 est positionnée au niveau haut par les cré~eaux E2 . 2 25 et au niveau bas par les créneaux ~2.~ et E2.1 . ~;a réunion logiq~lue dans la porte NOR 135, à trois en-trées, dont la sortie est complémentée par l'inver-seur 136, des trois signaux ~2? Ql33 et Ql35 fournit le signal S2, les fronts mon-tants de ce signal S2 30 fournissent les signaux effectifs de synchronisation des circuits d'avance automa-tique~
, - : ' : ; ' ~es circuits logiques qui viennent d'etre décrits ci-dessus peuvent etre, aisément, réalisés à partir de composants logiques intégrés, tels que des portes NAND ou NOR et des bascules D, disponibles commercia-lement en boitiers standards.
~a figure 4 représente un mode de réalisation des détecteurs D1 et D2 d'un capteur conforme à l'inven-tion; ces deux détecteurs sont identiques et du type détecteur de proximité met-tant en oeuvre un oscilla-teur haute fréquence dont le circuit oscillant est amorti par la proximité d'un objet métallique. Un dé-tecteur D comprend:
- un corps métallique 140, creux, à l'intérieur duquel sont disposés les circuits électroniques7 notamment, en protubérance, le circuit oscillant 141; ce corps 140 comporte: un moyen de fixa-tion 142 dans l'épaisseur du carter du volant, ce moyen de fixation peut être constitué, par exemple, par une embase filetée, un moyen de ser-rage 143 constitué7 par exemple, par une tete six pansy - des moyens de liaison électrique comprenant : un cordon bifilaire 144 terminé par une prise 145, comportant une sortie signal 145a et une entrée alimentation en énergie 145b ; et une cosse rive-tée 146 qui peu-t etre reliée, si nécessaire, à
la masse électrique du moteur.
Ies circuits électroniques du détecteur de pro-ximité, qui sont connus en soi, ne seront pas décrits, du fait qu'ils sont disponibles commercialement selon une technologie intégrée.
. -, : . . - . . ~ ~....... ~
, : , r - -;35 On décrira maintenant une application d'un cap-teur de mesure de la position des pistons à un sys-tème d'allumage électronique.
~ a figure 5 représente, sous la forme d'un sché-ma -fonctionnelJ un système complet d'allumage électro-nique pour moteur à combustion à quatre cylindres dans lequel sont intégrés les moyens électro-mécaniques 100a d'un capteur conforme à l'invention.
~e moteur 10 comporte quatre cylindres C1 à C4 représentés en pointillés. Dans les cylindres sont disposés quatre bougies d'ignition ~1 à B4 ; le vile-brequin 11 comporte quatre manetons 12 qui entralnent qua-tre bielles l~ reliées aux quatre pistons P1 à P4, les deux pisto~ Pl et P4 constituant un premier groupe de pis-tons et les piS'JOnS P2 et P3 constituant un second groupe de pisto~s ; on considère que le c~-cle d'allumage du moteur ~orrespond à la séquence 1,
CAPq~EUR DE POSI~ION A~GU~AIRE POUR MO~EUR_A
COMBUS~ION IN~ERNE EQUIPE D'UN SYSTEME
D ' ALI;U~GE EIæC~RONIQUE .
~ 'invention se rapporte à la technique de l'allu-mage des moteurs à combustion interne multicylindres ;
elle concerne, plus précisément, un capteur de posi-tion angulaire qui fournit une pluralité de signaux électriques permettant la synchronisation d'un sys-tème d'allumage électronique.
Un système d'allumage électronique, pour moteur à
combustion interne comportant une pluralité de cylin-dres, comprend : des circuits d'avance automatique qui élaborent, à un instant déterminé, fonction du régime de fonctionnement du moteur, des signaux électriques permettan-t de déclencher séquentiellement 9 par l'in-termédiaire d'un circuit de distribution, des généra-teurs d'étincelles étant reliées aux bougies d'igni-tion disposées dans les cylindres du moteur.
Dans un système d'allumage électronique, il estconnu, dans le but d'assurer un ~onctionnement parfait des circuits d'avance automatique sur l'enæem~le des régimes d'utilisation du moteur9 de mettre en oeu~re des circuits d'a~ance automatique comprenant deux ca- -naux dont le fonctionnement s'exclut mutuellemen-t ;
un premier canal qui opère durant les phases de aémar-rage et de ralenti du moteur, et un second canal qui opère durant la phase de croisière. Il est aussi connu, dans le but de réduire par un facteur deux le nombre de générateurs d'étincelles 7 ae mettre en oeuvre des - ~ ~ , .
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li4~
générateurs d'étincelles à secondaire jumelé.
Pour assurer la synchronisation d'un systeme d'allumage, comprenant notan~ent: des circuits d'avance automatique à l'allumage du type double canal et un cir-cuit de distribution connecté a une pluralité de généra-teurs dlétincelles, il est nécessaire de disposer d'un capteur de mesure de la position des pistons, ou capteur de position angulaire, qui fournit trois séries de signaux électriques synchrones de la rotation du moteur:
- une premiere série de signaux qui indique les instants de passage des pistons en un point voisin du Point Mort Haut (PMH);
- une seconde série de signaux identiques a la premiere série; le déphasage relatif entre la premiere et cette seconde série étant au moins égal a l'angle dlavance maximal a commander;
- une troisieme serie de signaux qui permettent, de façon cyclique, le déclenchement séquentiel de géné-rateurs d'étincelles a secondaire jumelé ou non.
De plus, on peut noter qu'il est souhaitable de pouvoir élaborer, a partir de l'une ou de la combinaison de ces séries de signaux: un signal continu proportionnel a la vitesse de rotation N du moteur, et eventuellement des signaux a deux états indiquant les régimes de rota-tion du moteur, par exemple les regimes de demarrage, de ralenti, de croisière et de survitesse ou encore unevitesse de consigne.
On connaît dejà, par le brevet canadien 1,100,174 emis le 28 avril, 19~1 au demandeur, un capteur de mesure de la position des pistons, couple a un axe de sortie du moteur: ce capteur delivre trois "~
.
" ~14~)2~S
séries de signaux électriques possédant les caractéris-tiques énumérées ci-dessus. Dans ce capteur, de l'art antérieur, des masselottes métalliques sont disposées sur un disque entraîné en rotation par le moteur, un 5 couple de détecteurs décalés angu.lairement détecte le passage des masselottes et fournit deux séries de signaux électriques qui sont combinés, dans un circuit de coincidence, dans le but de fournir des signaux de référence du cycle d'allumage du moteur. Dans ce type 10 de capteur, on dispose de deux jeux de masselottes :
un premier jeu de masselottes constitué de segments métalliques courts et un second jeu de masselottes constitué par des segments métalliques longs, dont l'arc est au moins égal à l'angle maximal d'avance à
15 commander.
Un inconvénient de ce capteur réside dans le fait que, lorsque le diamètre du cercle, sur lequel sont positionnées ces masselottes est important, et que l'angle d'avance à commander est grand, donc corréla-20 tivement la longueur-des segments du second jeu de mas-selottes alors, aux hautes vitesses de rotation du mo-teur, ce second jeu de masselottes est soumis à des forces mécaniques d'arrachement excessives~
Aussi, l'invention a~t-elle pour but de remédier .
25 au défaut précité en fournissant un capteur de mesure de la position des pistons, dans lequel toutes les masselottes métalliques sont identiques et de faibles dimensions.
Ainsi appara1t un premier avantage du capteur se-30 lon l'invention, dans lequel la faible masse des masse-lottes autorise leur positionnement sur un cercle de ` . :; ' .-.
~4(3~S
diamètre important.
Un second avantage résulte du fait que l'identité
des masselottes simplifie les problèmes de production en série importante.
~a présente invention a également pour obje-t un capteur dont les constituants électromécaniques peuvent etre intégrés, aisément au moteur, en ce que les masse-lottas peuvent 8-tre disposées, par exemple, par des moyens de fixation simples, sur le volant du moteur 10 ou le disque d'embrayage, et en ce que le couple de détecteurs peut etre monté dans l'épaisseur du carter de protection du volant ou de l'embrayageO
Dans le but de fournir des signaux de synchronisa-tion à un système d'allumage électronique comprenant, 15 notamment, un circuit d'avance automatique double ca-nal et une pluralité de générateurs d'étincelles, un capteur selon l'invention comporte :
- des mo~ens électromécaniques constitués, d'une part, par un jeu de masselottes, toutes identiques, dis-posées sur un élément tournant en synchronisme a~ecla rotation du moteur et, d'autre part, un couple de détecteurs ~ixes, disposés dans l'épaisseur d'un ..
boitier de protection de l'élément tournant ; le jeu de masselottes comprenant des masselottes prin-cipales régulièrement espacées, dont le nombre est proportionnel au nombre de cylindres du moteur, et au moins une masselotte auxiliaire décalée d'un an-gle 0D au moins égal à l'angle d'avance 0A à comman-der ; le couple de détecteurs étant disposé en re-gard de la course des masselottes et l'espace angu-laire relati~ en les deux détecteurs étant égal à
~ , .
.
:
02~5 l'angle 0~.
- des moyens électroniques de traitement des signaux de sorties des détecteurs ; ces mo~ens comprenant -trois circuits : un circuit de coïncidence qui com-bine les signaux de sortie des deux dé-tecteurs et fournit un signal de sortie S0 correspondant au cycle d'allumage'; un premier circuit logique' qui re~coit le signal de sortie du détecteur Dl et le signal de sortie S0 du circuit de colncidence, et fournit un signal de sortie Sl correspondant aux instants ae passage des pistons au voisinage du P~H
et un second circuit logique qui reçoit le signal de sortie du detecteur D2 et le signal de sortie S0 du circuit de colncidence et fournit un signal de sortie S2 correspondant aux instants de passage des pistons en un point antérieur au PMH.
D~autreæ caractéristiques et avantages que procu-re l'invention apparaltront dans la description détail-lée qui va suivre9 faite en regard des dessins annexés 20 qui représentent 9 à titre explicatif mais nullement limitatif, des modes de réalisation de l'invention.
Sur ces dessins .
- la ~igure 1a représente, sous la forme d'un schéma fonctionnel, un capteur de position angulaire de l'art antérieur ;
- la ~igure ~b représente les chronogrammes des signaux de sortie fournis par le capteur de la figure 1a ;
- la Figure 2a représente, sous la forme d'un schéma fonctionnel9 un capteur de position angulaire, selon l'invention ;
, ..
- la Figure 2b représente les chronogrammes des signaux elabores et fournis par un capteur de position angu-laire, selon l'invention;
- la Figure 3a represente, sous la forme d'un schema fonctionnel, un mode de réalisation des moyens élec~
troniques d'un capteur de position angulaire selon l'invention;
- la Figure 3b represente les chronogrammes des signaux électriques élaborés par le premier circuit logique;
- la Figure 3c représente les chronogrammes des signaux électriques élaborés par le second circuit logique;
- la Figure 4 représente, en vue latérale, un mode de réalisation dlun détecteur;
- la Figure 5 représente, sous la forme d'un schema fonctionnel, un exemple d'application d'un capteur selon l'invention à un moteur quatre cylindres équi-pé d'un systeme d'allumage électronigue.
- la Figure 6 représente, sous une forme schématique, la configuration des moyens electromecaniques d'un capteur destiné a un moteur comportant trois groupes de deux cylindres;
- la Figure 7 représente, sous une forme schematique, la configuration des movens mecaniques d'un capteur dont les masselottes sont entrainees en rotation par l'arbre de distribution du moteur.
- la Figure 8 represente, sous la forme d'une courbe, une loi typique d'avance à l'allumage, en fonction de la vitesse de rotation du moteur.
- la Figure 9 represente, sous la forme d'un schema s~noptique simplifie, une variante de realisation du capteur de posltion angulaire represente sur la fi-gure 2a.
- la Figure 10 represente les chronogrammes des prin-~. -~ i . ~ - .
~()2~
cipaux sigpiaux élec-triques associés au capteur re-présenté sur la figure 8 7 - la ~igu:re 11 représente, sous la forme d'un schéma électrique, un mode de réalisation des circuits électroniques de -trai-tement du capteur représenté
sur la ~igure 9, - la ~igure 12 représente, sous la forme d'un schéma synoptique, une variante de réalisation du système électronique d'allumage équipé d'un capteur de posi-tion angulaire, selon l'invention, - la ~igure 13 représente, sous la forme d'un schéma électrique, un mode de réalisation des circuits électroniques permettant d'inhiber les signaux pa-rasites résultant du rayonnement électromagnétique des générateurs d'étincelles.
Dans la descrip-tion qui va suivre, on considérera que les connaissances de base relatives aux moteurs à combustion interne multicyli~dres son-t largement disponibles dans les ouvrages techniques disponibles.
~a ~igure 1a représen-te, sous ~ne ~orme schéma-tique simplifiée, un capteur de l'art antérieur, des-- tiné à équiper un moteur qui CQmpOrte deux groupes de deux cylindres associés à deux générateurs d'étin-celles à secondaire jumelé. Ce capteur comprend es-sentiellement :
- un disque C entralné en rotation autour d'un axe cen-tral 0, par le ~ilebrequin du moteur ; sur la péri~
phérie de ce disque sont disposées deux masselottes métalliques, une masselotte M1 d'arc 01 et une masse-~0 lotte M2 d'arc 02 ; l'espacement angulai~e entre les ' ~4(~Z~5 masselottes M1 et M2 étant égal à 180 ;- un couple de dé-tecteurs fixes ; un détecteur Dl et un détecteur D2 disposés en regard de la course des masselottes Ml et M2, l'espacement angulaire relatif entre ces deux détecteurs étant égal à un arc ~D ;
le détecteur D.l fournit un signal de sortie E~1 et Ie détecteur D2 fournit un signal de sortie E2.
- un circuit électronique de colncidence comportant deux entrées : une première entrée reliée à la sor-tie du détecteur Dl et une seconde entrée reliée àla sortie du détecteur D2 ; ce circuit électronique ~ourni-t un signal de sortie Eo~
Par construction, l'espacement angulaire relatif ~D des deux détecteurs a une valeur supérieure à l'an~
15 gle d'avance maximal ~A à commander ; la valeur de l'arc 01 est in~érieure à la valeur 0D et la valeur de l'arc 02 est supérieure à la valeur ~D ; le sens de rotation du disque ~ est indiqué par la flèche ;
des moyens étant prévus pour assurer le calage angu-20 laire relati~ entre le disque C et le couple des détec-teurs Dl et D2.
~ a figure 1b représente les chronogrammes des signaux de sortie du capteur de la figure 1a~ Qn peut rappsler qu'un cycle d'allumage du moteur correspond 25 à deux révolutions du vilebrequin, en conséquence, un cycle complet d'allumage correspond à une rotation de 720 du disque C'.
Sur la figure 1b, le signal E2, considéré pendant un cycle d'allumage, est constitué de deux créneaux 2 correspondant au passage de la masselotte M2 devant le détecteur D2 et deux créneaux 1 correspondant au pas-.
' .
sage de la masselotte M1 devant le détecteur D. 2 .
~ e signal ~2 est cons-titué par une séquence de créneaux identiques 1', 2~, aux créneaux 1.2, cette séquence étant déphaséa en retard d'un angle 0D- le 5 signal E0 résulte de la conjonction logique des si-gnaux E1 et E2. ~es fronts montants des signaux E1 et E2 définissent les instants de synchronisation au circuit d'avance automatique et les fronts descen-dants du signal E0 peuvent être utilisés pour synchro-10 niser un circuit de distribution de signaux de déclen-chement des générateurs d'étincelles.
Sur la figure 1b ont été indiqués en pointillés les repères PM~I qui sont situés au voisinage des fronts'montants du signal E1 ; le déphasage entre les 15 PMEI et les fronts montants du signal E1 étant égal à l'angle ~ de calage statique.
~ a figure 2a représente, sous une forme schéma-tique fonctionnelle, un capteur, conforme à l'inven-tion9 destiné à equiper un moteur comportant deux 20 groupes de deux cylindres, chacun de ces groupes é-tant alimenté par un générateur d'étincelles à secon-daire jumelé ; ce capteur, conforme à l'invention, comporte :
- des moyens électromécaniques 105a comprenant :
trois masselottes identiques et deux masselottes principales : une masselotte M1 et une masselotte M2 diamétralement opposées et une masselotte auxi-liaire ~I~ identique aux masselottes M1 et M2, cette masselotte M ~ étant décalée angulairement par rap-port à la masselotte M2 d'un arc ~D 9 un couple de :, ' ' ' ~
:
détecteurs Dl et D2 fixes, dont l'espacement relatifest égal à l'angle ~D déjà défini.
- des moyens électroniques 105b comprenant trois cir-cuits : un circuit de colncidence 11 0 comportant deux entrées : une première entrée reliée à la sortie du détecteur Dl et une seconde entrée con-nectée au détecteur D2 ; un premier circuit logique 120 comportant également deux entrées, une première entrée reliée à la sortie du détecteur Dl e-t une seconde sortie reliée à la sortie du premier cir-cuit logique 11 O ~ enfin un second circuit logique 130 9 comportant également deux entrées, une pre-mière entrée reliée à la sortie du détecteur D2 et une seconde entrée reliée à la sortie du premier circuit logique llO~
Sur la figure 2a, les trois masselottes Ml, M2 et M~ sont disposées, par l'intermédiaire de moyens de fixation, sur un élément tournant V, entra~né en prise directe par l'axe ~ du vilebrequin du moteur, 20 par exemple, l'élément tournant peut e-tre constitué
par le volant du moteur. ~e coupleur de détecteurs Dl et D2 est disposé dans l'épaisseur d'un boi-tier ~, ce boitier ~ ou élément fixe peut être constitué
par le carter de protection du volant, représenté
25 partiellement sur cette figure 2a. ~es signaux élec-triques de sortie des détecteurs Dl et D2 sont res-pectivement les signaux E1 et E29 et les signaux de sortie des circuits 110, 120 et 130 sont respective-ment les signaux S0, Sl et S2.
~a figure 2b représente les chronogrammes des ,, :
2~i principaux signaux du capteur de la figure 2a, con-sidérés pendant un cycle d'allumage du mo-teur. Ie signal ~2 est formé par la séquence des signaux en créneaux 2,~ et 1 résultant du passage des masse-lottes M2, M~ et M1 devan-t le détecteur D2. ~e signal ~1 est formé par la séquence des signaux 2', ~' et 1', résultant du passage des masselottes respectives M2, M~ et M1 devant le détecteur D1~
~e signal S0 résulte de la conjonction logique des signaux E1 et E2, tandis que le signal S2, élaboré
par le circuit 120 résulte de la combinaison logique des signaux ~2 et S0 et le signal S1, élaboré par le circuit 1~0, résul-te de la combinaison logique des signaux E1 et S0. ~es fron~s montants des signaux S1 et S2 permettent de synchroniser les circuits d'avance automatique et les fronts descendants du signal S0 permettent de synchroniser le circuit de distribution des signaux de déclenchement du géné-rateur d'étincelles.
~a fréquence de répétition des signaux générés par le capteur étant proportiGnnelle a la vitesse de rotation N du moteur, ces signaux peuvent ëtre ex-ploités pour élaborer un signal représentatif de la vitesse de rotation ~ ; la phase relative des si-gnaux ~1 et ~2 générés par le capteur peut 8tre, éventuellement, exploitée pour déterminer les diffé-rents régimes de rotation du moteur. Sur cette fi-gure9 l'angle ~ de calage statique de l'allumage est indiaué avec une valeur négative ; il faut toute-fois comprendre que la grandeur de cet angle~ peut ~. . .: ~ .; .
, ~ ~
~ .
être nulle, positive ou négative.
Par construction, selon le type de moteur consi-déré, les masselottes e-t les détec-teurs peuvent etre positionnés de façon à satisfaire aux conditions de calage de l'allumage, alors un tel capteur n'exige pas nécessairement des moyens auxiliaires de calage.
Sur la figure 2a, les masselottes ont été représen-tées sous la forme de segments d'arc, toutefois, d'au-tres formes de masselottes sont envisageables, par exemples cylindriques, comportant ou non des méplats.
~es moyens de fixation de ces masselotteæ peuvent être constitués par un élément fileté qui se visse dans l'épaisseur de la masse du volant. ~es masse-lo-ttes métalliques peuvent être réalisées en un métal de même nature que celui dont est constitué l'élément tournant sur lequel sont disposées ces masselottes.
~a grandeur de l'arc 01 peut être de quelques degrés, et la grandeur de l'angle ~D de plusieurs dizaines de degrés, avec une valeur extrême de 90 dans l'exem-ple de réalisation décrit~ Dans la pratique, le dia-mètre de l'élément V se situe entre 150 et 300 mm.
~ a figure 3a représente, sous une forme fonc-tionnelle, un mode de réalisation des circuits logi-ques 110~ 120 et 1~0 représentés sur la figure 2aJ et-les figures 3b et 3c représentent des chronogrammesdes principaux signaux d'entrée/sortie des composants de la figure 3a.
Sur cette figure 3a, le circuit logique de co1n-cidence 110 est constitué par une porte logique 111 du type "NON ET" (N~ND selon la convention anglo-saxonne) à deux entrées : une première entrée qui .
, ~
, .
, reçoit le signal de sortie El du détecteur Dl et une seconde entrée qui re~coit le signal de sortie E2 du détecteur D2 ; la sortie de cette porte est complé-men-tée par un inverseur 112 dont le signal de sortie est le signal SO.
~ e circuit logique 120 comprend les composants suivants : un inverseur 121, deux bascules bista-bles 122 et 123~ une porte logique 124 du type "~ON OU" (~OR selon la convention anglo-saxonne) et un inverseur 125. ~e fonctionnement de ce circuit 120 sera maintenant décrit en regard de la figure 3b. ~e front montan-t du signal ~0, appliqué à l'entrée S de la bascule 122, positionne la sortie Ql22 au niveau haut ; le front descendant du signal E1.c~ com-plémenté par l'inverseur 121 est appliqué à l'entréeC de la bascule 122 et échantillonne le niveau de l'entrée D qui es-t référencee au niveau bas. ~a bas-cule 123, par son entrée C, échantillonne l'entrée D, qui est reliée à la sortie Q122' par l'action des fronts descendants du signal E1, le créneau ~1.2 positionne ainsi la sortie Q123 au niveau haut et le créneau E1 r~ positionne ce-tte sortie Q123 au niveau bas. ~a réunion logique dans la porte ~OR 124 à trois entrées, complémentée par l'inverseur 125, des trois Q123 et Q124 fournit le signal de sortie ~1 ; les fronts montants des créneaux de ce signal ~1 fournissent les signaux effectifs de synchronisation des circuits d'avance automatique.
~e circuit logique 130 co~prend les composants ,.
z~
suivants : un inverseur 131, trois bascules bistables 132 9 133 et 134 et une porte NOR 135 complémentée par un inverseur 136. ~e fonctionnement de ce circuit logique 130 sera, maintenant, décrit en regard de la 5 figure 3c. ~e front montant des créneaux qui cons-ti-tuent le signal SO appliqué à l'entrée S de la bas-cule 132 posi.tionne la sortie Q132 au niveau haut, les fronts descendants du signal E2 (E2 complémenté
par l'inverseur 131) appliqué à l'entrée ~ de la bas-cule échantillonnent le niveau de l'entrée D qui estréférencée au niveau bas. ~e front montant des cré-neaux du signal SO qui est appliqué, aussi, à l'entrée S de la bascule 133 positionne la sortie Q133 de cette dernière au niveau haut ; les fronts descendants du signal E2 (signal E2 complémenté par l'inverseur 131 ) appliqué à l'entrée ~ échantillonnent le niveau de l'entrée D qui est reliée à la sortie Q 132 permettant ainsi de repositionner la bascule 133 au niveau bas.
~'entrée D de la bascule 134 est echantillonnée par 20 son entrée C par les fronts descendants des créneaux qui constituent le signal E2, l'entrée D ~e la bas-cule 134 étant reliée à la sortie Q de la bascule 133 ; en conséquence, la sortie Q de la bascule 134 est positionnée au niveau haut par les cré~eaux E2 . 2 25 et au niveau bas par les créneaux ~2.~ et E2.1 . ~;a réunion logiq~lue dans la porte NOR 135, à trois en-trées, dont la sortie est complémentée par l'inver-seur 136, des trois signaux ~2? Ql33 et Ql35 fournit le signal S2, les fronts mon-tants de ce signal S2 30 fournissent les signaux effectifs de synchronisation des circuits d'avance automa-tique~
, - : ' : ; ' ~es circuits logiques qui viennent d'etre décrits ci-dessus peuvent etre, aisément, réalisés à partir de composants logiques intégrés, tels que des portes NAND ou NOR et des bascules D, disponibles commercia-lement en boitiers standards.
~a figure 4 représente un mode de réalisation des détecteurs D1 et D2 d'un capteur conforme à l'inven-tion; ces deux détecteurs sont identiques et du type détecteur de proximité met-tant en oeuvre un oscilla-teur haute fréquence dont le circuit oscillant est amorti par la proximité d'un objet métallique. Un dé-tecteur D comprend:
- un corps métallique 140, creux, à l'intérieur duquel sont disposés les circuits électroniques7 notamment, en protubérance, le circuit oscillant 141; ce corps 140 comporte: un moyen de fixa-tion 142 dans l'épaisseur du carter du volant, ce moyen de fixation peut être constitué, par exemple, par une embase filetée, un moyen de ser-rage 143 constitué7 par exemple, par une tete six pansy - des moyens de liaison électrique comprenant : un cordon bifilaire 144 terminé par une prise 145, comportant une sortie signal 145a et une entrée alimentation en énergie 145b ; et une cosse rive-tée 146 qui peu-t etre reliée, si nécessaire, à
la masse électrique du moteur.
Ies circuits électroniques du détecteur de pro-ximité, qui sont connus en soi, ne seront pas décrits, du fait qu'ils sont disponibles commercialement selon une technologie intégrée.
. -, : . . - . . ~ ~....... ~
, : , r - -;35 On décrira maintenant une application d'un cap-teur de mesure de la position des pistons à un sys-tème d'allumage électronique.
~ a figure 5 représente, sous la forme d'un sché-ma -fonctionnelJ un système complet d'allumage électro-nique pour moteur à combustion à quatre cylindres dans lequel sont intégrés les moyens électro-mécaniques 100a d'un capteur conforme à l'invention.
~e moteur 10 comporte quatre cylindres C1 à C4 représentés en pointillés. Dans les cylindres sont disposés quatre bougies d'ignition ~1 à B4 ; le vile-brequin 11 comporte quatre manetons 12 qui entralnent qua-tre bielles l~ reliées aux quatre pistons P1 à P4, les deux pisto~ Pl et P4 constituant un premier groupe de pis-tons et les piS'JOnS P2 et P3 constituant un second groupe de pisto~s ; on considère que le c~-cle d'allumage du moteur ~orrespond à la séquence 1,
3, a9 2.
~e vilebrequin 11 entralne un Yolant ~ su~ le~
quel est disposé un ~eu de masselottes, formé de trois masselottes, comme représenté sur la figure 2a.
Sur le carter de protection du volant sont dis-posés les détecteurs D1 et D2, déjà décrits sur la figure 4 ; les signaux de sortie de ces détecteurs sont appliqués aux entrées des moyens éleetroniques 100b du capteur ; ces moyens électroniques fournis-sent les signaux de synchronisation SO, S1 et S2, comme décrit précedemment. Deux générateurs d'étin-celles 20a et 20b, à secondaire jumelé, alimentent ~0 les bougies, les deux sorties du générateur 20a éta~t . ~ . .
,;
reliées aux bougies ~1 à B4 du premier groupe de pis-tons et les deux sorties du générateur 20b étant re-liées aux bougies ~2 et ~3 du second groupe de pis-tons.
~e circuit de distribution 30 assure, de manière cyclique, le déclenchement séquentiel des générateurs d'étincelles 20a et 20b ; il comporte deux entrées, une première entrée qui reçoit le signal de synchronisation S0 et une seconde entrée qui reçoit les impulsions de 10 déclenchement F0 fournies par les circuits 40 d'avan-ce automatique à l'allumage ; ce circuit de distribu-tion comporte deux sorties, correspondant aux deux états possibles, une première sortie fournissant des -:
impulsions de déclenchement F1 au généra-teur 20a et 15 une seconde sortie fournissant des impu.lsions de dé-clenchement ~2 au générateur 20b.
~ es circuits 40 d'avance automatique à l'alluma-ge permettent, d'une part, en deQà d'une vitesse de rotation ~0 déterminée du moteur, de transférer di-20 rectement, à la sortie F0, les fronts montants descréneaux qui constituent le signal ~1 d'entrée et, d'autre part, au-delà de la vitesse de rotation ~T0, de transférer avec un retard, fonction du régime de fonctionnement du moteur, à la sortie F0, les fronts ~5 montants des créneaux qui constituent le signal d'en-trée S2. ~a grandeur du retard de temps introduit par les circuits 30 est contrôlée par un signal d'or-dre d'avance ~ élaboré par un circuit 50 de calcul~
Ce circuit de calcul peut être d'un type connu ; il -, .. . . : . ~ . . ~
, : . : :
. . :: , '', , ':
:' ' ~o~
permet de traduire des signaux de mesure d'entrée V1, V2 .... Vn, représentatifs du régime de fonctionne-men-t du mo-teur en un signal V0 d'ordre d'avance/re-tard.
~ a configuration des masselottes métalliques d'un capteur de position angulaire, selon l'inven-tion, doit être adaptée en fonction du nombre de groupes de deux cylindres que comporte le moteur.
~ a figure 6, dans un but illustratif, représente sous une forme schématique, les moyens électromécani-ques 105a d'un capteur de position angulaire, selon l'invention, destiné à équiper un moteur six cylin-dres comprenant trois groupes de deux cylindres, ce capteur permettant de synchroniser un système d'allu-mage électronique comprenant des circuits d'avance automatique double canal, un circuit de distribution à trois états et trois générateurs d'étincelles à
secondaire jumelé. I,e jeu des masselottes M, toutes identiques, comprend les masselottes principales M1, M2 et M~ dont l'espacement angulaire relatif est égal a 120 ; la masselotte auxiliaire M ~ est déca-lée angulairement d'un angle 0D égal à l'angle d'espa-cement relatif des deux détecteurs D1 et D2 9 la gran-deur de cet angle 0D ayant une valeur au moins égale à l'angle d'avance ma~imal à commander. ~es moyens électroniques du capteur ne sont pas représentés sur cette figure 6 et demeurent identiques à ceux décri~s sur la figure 2a.
D'une façon générale, il faut rappeler que 9 lorsque les masselot-tes sont entralnées en rotation 3~40;~~S
en prise directe æur le vilebrequin du moteur, il est toujours nécessaire de disposer de générateur~
d'étincelles à secondaire jumelé. ~a configuration des moyens électromécaniques adaptés à un mo-teur huit cylindres se dédui-t directement de ce qui a été décrit précédemment.
~ a configuration des moyens électromécaniques d'un capteur de posi-tion angulaire, selon l'invention, doit être modifiée lorsque les masselottes sont entra~-nées en rotation par l'arbre de distribution du moteur dont la vitesse de révolution est égale à la valeur moitié de celle du vilebrequinO
~ a figure 7~ dans un but d'illus-tration, représen-te, sous une forme schématique, la configuration des moyens élec-tromagnétiques 105a d'un capteur de position angulaire destiné à un moteur quatre cylindres équipé
d'un système d'allumage comprenan-t deux générateurs d'étincelles à secondaire jumelé. ~e jeu de masselot-tes est constitué par un premier couple de masselot~
tes principales M1 et M'l, diamétralement opposées 9 et un second couple de masselottes principales identiques, orthogonal au premier couple. ~es masselottes auxi-liaires ~ et M'~ , identiques au~ masselottes princi-pales précédentes, sont décalées angulairement, d'un angle 0'D dont la valeur est égale à la moitié de l'an-gle 0D représenté sur la figure 2a, de même l'espace-ment angulaire relatif des deux détecteurs D1 et D2 est aussi égal à la valeur 0'D- ~es moyens électroniquss 105b du capteur tel que décrit précédemment à la figure 2b demeurent identiques~ lorsque le moteur est équipé
de quatre générateurs d'étincelles à secondaire simple . .
: , ,, :' '' : ' ' :
~ ' :
(l'une des sorties du secondaire étant reliée à la masse), il faut éliminer l'une des masselottes complé-mentaires M~ ou M'c~ et disposer d'un circuit de dis tribution des signaux de déclenchement des générateurs d'étincelles, capable de prendre quatre é-ta-ts. ~a configuration des moyens électromécaniques à un moteur multicylindres se déduit directement.de ce qui vient d'etre décrit ci-dessus.
Dans le capteur de position des pistons tel qu'il vient d'être décrit, la masselotte métallique auxi-liaire M~ est décalée angulairement en retard sur la masselotte principale associée M2 ; selon une variante de réalisation, cette masselotte M ~ peut être décalée angulairement en avance sur la masselotte principale associée M2. Dans tout système électronique d'allu-mage pour moteur à combustion interne, se pose le problème des interférences électromagnétiques entre les généra~teurs d'étincelles disposés à la sortie du système et le capteur de position des pistons qui constitue l'un des éléments d'entrée de ce système ;
ces interférences électromagnétiques génèrent des si-gnaux électriques parasites à l'instant de la rupture du courant magnétique traversant les enroulements primaires des bobines très haute tension reliées aux bougies d'ignition d~ moteur. Pour certains modèles de moteurs à combustion interne, la grandeur de l'an-gle d'avance statique peut être posi.tive et l.'angle d~avance dyna~ique minimale peut être nul ou même né-gatif, correspondant à un retard à l'ignition du mo-teur comme indiqué, à titre d'exemple illustratif sur , ,:
la figure 8 qui représente, sous la forme d'unecourbe, une loi d'avance typique en fonction de la vitesse de rotation du moteur.
Dans ce qui va suivre, on décrira un mode de réalisation d'un cap-teur de la position pour lequel la masselotte auxiliaire est décalée angulairemen-t en avance sur la masselotte principale associée, ce capteur comprenant en outre des moyens permettant d'inhiber l'effet des signaux parasites induits par le rayonnement électromagnétique des générateurs d'étincelles ~ a figure 9 représente, sous la forme d'un schéma simplifié, une variante de réalisation d'un capteur de position selon l'inven-tion, ce capteur permettant de synchroniser les circuits d'avance à l'allumage et le distributeur électronique d'un système électro- ;
nique d'allumage destiné à un moteur à combustion interne à quatre cylindres, ce capteur comprenant :
- des moyens électromécaniques 105a comprenant, d'une part, un jeu de masselottes conductrices, disposé
sur un disque entraîné en rotation synchrone par le vilebrequin du moteur7 ce jeu de masselottes comportant des masselottes principales M1 et M2 diamétralement opposées et une masselotte auxiliai-re M~ disposée angulairement en avance d'une quan-tité 01 sur la masselotte associée M2, le sens de rotation du disque étant donné par la direction de la flèche et, d'autre part 7 un couple de détecteurs D1 et D2, disposé de façon ordonnée, en regard de ~o la course des masselottes, l'espacement angulaire , ~
relatif 0I des deux détecteurs étant égal sensible-ment à l'angle ~ ; ces détecteurs D1 et D2 déli-vrent respectivement des signaux électrlques E1 et E2 aux instants de passage des masselo-ttes, 5 - des moyens électroniques de -traitement 105b des si-g~aux de sortie El et E2 des détecteurs D1 et D2, ces moyens électroniques comprenant, notamment, un circuit ae coïncidence des signaux E1 et E2 qui fournit le signal de sortie S0 permettant de synchro-niser le distributeur électronique, et, des circuits permettant d'inhiber les signaux résultant du passage de la masselotte M~ devant les détec-teurs D1 et D2.
~'espacement angulaire relatif 01 entre les - masselottes M2 et M~ peut etre avantageusement supé-rieur à l'angle 0O.
~ a figure 10 représente, référés au PM~ des pistons, les chronogrammes des principaux signaux élec-triques associés au capteur représenté sur la figure 9. ~es signaux E1 et E2 sont identiques, leur décalage angulaire relatif étant égal à la valeur 0O, les signaux carrés 1' et 2' du signal E1 son-t décalés en avance de l'angle statique d'avance ~.
~e signal S0 résulte de la coincidence temporelle des signaux carrés 2 et c~ et les signaux S2 et S1 sont constitués d'impulsions qui coîncident aveo les fron-ts montants des signaux carrés 1, 1' et 2,2'.
~ a figure 11 représente 9 SOUS la forme d'un schéma électrique, un mode de réalisa-tion des moyens de traitement 105b des signaux de sortie El et E2 du capteur de position angulaire 105a représenté sur la . , : . , ,.:
' ~. . '., ~
, figure 9 ; ces moyens électroniques comprenant :
- une première por-te logique 150 du type ET, cette porte logique recevant, sur une première entrée, le signal de sortie E2 du détec-teur D2 et, sur une seconde entrée, le signal de sortie E1 du dé--tecteur Dl ; elle fournit le signal ~0 permettant de synchroniser le distributeur électronique du système d'allumage, - une première bascule 151 du type "D" dans laquelle l'entrée de donnée (D) est polarisée au niveau haut, l'entrée d'horloge (C) reçoit le signal E2 et l'entrée de remise à zéro (R) est reliée à la sortie de la porte logique 15V.
- ~ un circuit de détection des transitions du niveau du signal de sortie fourni par la sortie Q de la bascule15L, ce circuit de détection comprenant une porte logique15.~ du type "OU EXC~USIF", les deux entrées de cette porte étant reliées à la sortie Q de la bascule151, la première entrée en liaison directe) la seconde à travers une cellule de retard formée par la résistance R1 et la capa- -~
cité al; ce circuit de détection fournit le si- :
gnal de sortie E2 en i.mpulsions permettant de . synchroniser les circuits d'avance automatique~ -~ une seconde bascule 153 du type "D", dans laquelle l'entrée de donnée (D) est polarisée au niveau bas, l'entrée d'horloge (C) reçoît le signal ~1 et 17entrée de mise au ni~eau haut ~) est reliée à
la sortie de la porte logique 152 - une seconde porte logique 154 du type "ET", dans laquelle une première entrée est reliée à la sor-. ~
: ,~ ', . '. ' .:
, :
tie de la porte logique 152.
- une seconde porte logique154 du type "ET", dans laquelle une première entrée est reliée à la sortie Q de la bascule153 et une seconde entrée reçoit le signal El ; cette porte logique fourni-t le signal en impulsions El permettant de déclencher les géné-rateurs d'étincelles au point d'avance statique.
On décrira maintenant, en regard des chronogram-mes des signaux de la figure 10, le fonctionnement des circui-ts électriques représentés sur la figure 1 1 .
~ e signal carré SO résulte de la coincidence tem-porelle des signaux 2 et ~ ' de la séquence des si-~ gnaux E2 et El. ~a sortie Q de la bascule151 est posi-tionnée au niveau haut par les fronts montants des signaux 1 de la séquence du signal E2 et positionnée au niveau pas par les fronts montants du signal SO~
le signal carré S résultant a une durée angulaire de 180 degrés, ce signal S3 est di~`férentié par la porte logique 15~ pour fournir le signal S2 en impulsions de synchronisation des circuits d'avance automatique.
~a sortie Q de la ~ascule 153 est positionnée au ni-veau haut par les signaux S2 et positionnée au niveau bas par les fronts montants du signal E1, pour fou-r- -nir le signal S4, enfin l'opération de conjonctionréalisée par la porte logique154 permet de Iournir le signal S1. On voit donc, maintenant, plus claire-ment, les fonctions de ces circuits de traitementy d'une part, élaborer un signal de synchronisation du cycle dlignition du moteur, d'autre part, éliminer .
. : ' .
les signaux ~ et ~ résultant du passage de la masselotte ~ devant les détecteurs D1 et D2.
On décrira maintenant un mo~en électronique per-met-tant d'inhiber les signaux parasites induits sur la sortie des détecteurs Dl et D2 par le rayonnement élec-tromagnétique des bobines des générateurs d'étin-celles 20a et 20b. Si l'on se reporte à la figure 12 qui représente partiellement le système électronique d'allumage décrit à la figure 5, on voit, d'une part, que le signal SO fourni par l'élément 105b perme-t de commander le distributeur électronique 30 et, d'autre part, que le signal de sortie ~o , fourni par les circuits d'avance automatique 40 à l'allumage est - envoyé aux circuits de traitemsnt 105b dans le but d~inhiber les signaux E1 et E2 fournis respectivemen-t par les détecteurs Dl et D2 du capteur ~05a pendant un temps correspondant à la durée des signaux para-sites résultant des étincelles d'allumage.
~a figure 13 représente, sous la forme d'un schéma électrique, un mode de réalisation des cir-cuits d'inhibition des signaux parasites ; ces cir-cuits comportent :
- une bascule 155 du type "D", dans laquelle l'entrée de donnée (D) est polarisée au niveau haut, l'en-trée d'horloge (C) recoit les signaux de sortie ~0fournis par les circuits d'avance automatique 40 9 la sortie Q est reliée, par l'intermediaire d'un réseau de retard, à l'entrée de remise à ~éro (R) pour constituer une bascule monostable dont la durée - .
. .
, . , ;. . , :
., ' ,~ . ' ` ' ' $
est proportionnelle au produit de la valeur de la résistance R2 et de la valeur de l.a capacité C2, - une porte logique 156 du type "~T" dont une pre-mière entrée reçoit le signal E2 et une seconde entrée est reliée à la sortie Q de la bascule 155, la sortie de cette portel56 est reliée à l'entrée d'horloge (C) de la bascule 151 déjà décrite.
~ a porte logique lSO déjà décrite, comporte une troisième entrée reliée à la sortie Q de la bascule 155.
Dans la pratique, la durée du signal d'inhibi- ~-tion fourni par la bascule 155 peut être de l'ordre de la milliseconde, ce qui correspond sensiblement - à la durée des étincelles d'ignition du moteur.
On pourra noter que, dans le cas d'un moteur à quatre cylindres, le distributeur électronique peut atre consti-tué par deux por-tes logiques du type "~T" commandées directement par le signal ~30 On voit maintenant, plus clairement, les avanta-ges procurés par un capteur de position angulaire, selon l'invention, dans ses applications aux moteurs à combust.ion interne multicylindres. D'une part, les éléments qui constituent les moyens électromécaniques du capteur sont robustes et, par voie de conséquence, parfaitement adaptés aux exigences de l'industrie des moteurs à combustion interne et, d'autre part, la configuration des moyens électromécaniques peut 8tre adaptée à différents types de moteurs multicylindres ;
en~in, les si.gnaux électriques fournis par le capteur ' ~ .
. ' '. . . -: '~ :
.',' ~' :
~, . : ,;
so.nt compatibles avec les différents systèmes élec-troniques d'allumage existants.
~ 'invention n'est pas limitée, dans ses applica--tions, à la synchronisation des circuits d'un système d'allumage électronique ; notamment, les signaux de sortie du capteur peuvent etre exploités pour fournir, sur le tableau de bord d'un véhicule automobile, l'in-formation de vitesse de rotation du moteur, ou, ces signaux peuven.t être fournis à un ou plusieurs discri-minateurs de vitesse angulaire afin d'indiquer lesdifférents régimes de rotation du moteur.
~ 'invention trouve des applications dans l'indus-trie des moteurs de traction et des moteurs fixes.
, . ~. , ,- :
:
~e vilebrequin 11 entralne un Yolant ~ su~ le~
quel est disposé un ~eu de masselottes, formé de trois masselottes, comme représenté sur la figure 2a.
Sur le carter de protection du volant sont dis-posés les détecteurs D1 et D2, déjà décrits sur la figure 4 ; les signaux de sortie de ces détecteurs sont appliqués aux entrées des moyens éleetroniques 100b du capteur ; ces moyens électroniques fournis-sent les signaux de synchronisation SO, S1 et S2, comme décrit précedemment. Deux générateurs d'étin-celles 20a et 20b, à secondaire jumelé, alimentent ~0 les bougies, les deux sorties du générateur 20a éta~t . ~ . .
,;
reliées aux bougies ~1 à B4 du premier groupe de pis-tons et les deux sorties du générateur 20b étant re-liées aux bougies ~2 et ~3 du second groupe de pis-tons.
~e circuit de distribution 30 assure, de manière cyclique, le déclenchement séquentiel des générateurs d'étincelles 20a et 20b ; il comporte deux entrées, une première entrée qui reçoit le signal de synchronisation S0 et une seconde entrée qui reçoit les impulsions de 10 déclenchement F0 fournies par les circuits 40 d'avan-ce automatique à l'allumage ; ce circuit de distribu-tion comporte deux sorties, correspondant aux deux états possibles, une première sortie fournissant des -:
impulsions de déclenchement F1 au généra-teur 20a et 15 une seconde sortie fournissant des impu.lsions de dé-clenchement ~2 au générateur 20b.
~ es circuits 40 d'avance automatique à l'alluma-ge permettent, d'une part, en deQà d'une vitesse de rotation ~0 déterminée du moteur, de transférer di-20 rectement, à la sortie F0, les fronts montants descréneaux qui constituent le signal ~1 d'entrée et, d'autre part, au-delà de la vitesse de rotation ~T0, de transférer avec un retard, fonction du régime de fonctionnement du moteur, à la sortie F0, les fronts ~5 montants des créneaux qui constituent le signal d'en-trée S2. ~a grandeur du retard de temps introduit par les circuits 30 est contrôlée par un signal d'or-dre d'avance ~ élaboré par un circuit 50 de calcul~
Ce circuit de calcul peut être d'un type connu ; il -, .. . . : . ~ . . ~
, : . : :
. . :: , '', , ':
:' ' ~o~
permet de traduire des signaux de mesure d'entrée V1, V2 .... Vn, représentatifs du régime de fonctionne-men-t du mo-teur en un signal V0 d'ordre d'avance/re-tard.
~ a configuration des masselottes métalliques d'un capteur de position angulaire, selon l'inven-tion, doit être adaptée en fonction du nombre de groupes de deux cylindres que comporte le moteur.
~ a figure 6, dans un but illustratif, représente sous une forme schématique, les moyens électromécani-ques 105a d'un capteur de position angulaire, selon l'invention, destiné à équiper un moteur six cylin-dres comprenant trois groupes de deux cylindres, ce capteur permettant de synchroniser un système d'allu-mage électronique comprenant des circuits d'avance automatique double canal, un circuit de distribution à trois états et trois générateurs d'étincelles à
secondaire jumelé. I,e jeu des masselottes M, toutes identiques, comprend les masselottes principales M1, M2 et M~ dont l'espacement angulaire relatif est égal a 120 ; la masselotte auxiliaire M ~ est déca-lée angulairement d'un angle 0D égal à l'angle d'espa-cement relatif des deux détecteurs D1 et D2 9 la gran-deur de cet angle 0D ayant une valeur au moins égale à l'angle d'avance ma~imal à commander. ~es moyens électroniques du capteur ne sont pas représentés sur cette figure 6 et demeurent identiques à ceux décri~s sur la figure 2a.
D'une façon générale, il faut rappeler que 9 lorsque les masselot-tes sont entralnées en rotation 3~40;~~S
en prise directe æur le vilebrequin du moteur, il est toujours nécessaire de disposer de générateur~
d'étincelles à secondaire jumelé. ~a configuration des moyens électromécaniques adaptés à un mo-teur huit cylindres se dédui-t directement de ce qui a été décrit précédemment.
~ a configuration des moyens électromécaniques d'un capteur de posi-tion angulaire, selon l'invention, doit être modifiée lorsque les masselottes sont entra~-nées en rotation par l'arbre de distribution du moteur dont la vitesse de révolution est égale à la valeur moitié de celle du vilebrequinO
~ a figure 7~ dans un but d'illus-tration, représen-te, sous une forme schématique, la configuration des moyens élec-tromagnétiques 105a d'un capteur de position angulaire destiné à un moteur quatre cylindres équipé
d'un système d'allumage comprenan-t deux générateurs d'étincelles à secondaire jumelé. ~e jeu de masselot-tes est constitué par un premier couple de masselot~
tes principales M1 et M'l, diamétralement opposées 9 et un second couple de masselottes principales identiques, orthogonal au premier couple. ~es masselottes auxi-liaires ~ et M'~ , identiques au~ masselottes princi-pales précédentes, sont décalées angulairement, d'un angle 0'D dont la valeur est égale à la moitié de l'an-gle 0D représenté sur la figure 2a, de même l'espace-ment angulaire relatif des deux détecteurs D1 et D2 est aussi égal à la valeur 0'D- ~es moyens électroniquss 105b du capteur tel que décrit précédemment à la figure 2b demeurent identiques~ lorsque le moteur est équipé
de quatre générateurs d'étincelles à secondaire simple . .
: , ,, :' '' : ' ' :
~ ' :
(l'une des sorties du secondaire étant reliée à la masse), il faut éliminer l'une des masselottes complé-mentaires M~ ou M'c~ et disposer d'un circuit de dis tribution des signaux de déclenchement des générateurs d'étincelles, capable de prendre quatre é-ta-ts. ~a configuration des moyens électromécaniques à un moteur multicylindres se déduit directement.de ce qui vient d'etre décrit ci-dessus.
Dans le capteur de position des pistons tel qu'il vient d'être décrit, la masselotte métallique auxi-liaire M~ est décalée angulairement en retard sur la masselotte principale associée M2 ; selon une variante de réalisation, cette masselotte M ~ peut être décalée angulairement en avance sur la masselotte principale associée M2. Dans tout système électronique d'allu-mage pour moteur à combustion interne, se pose le problème des interférences électromagnétiques entre les généra~teurs d'étincelles disposés à la sortie du système et le capteur de position des pistons qui constitue l'un des éléments d'entrée de ce système ;
ces interférences électromagnétiques génèrent des si-gnaux électriques parasites à l'instant de la rupture du courant magnétique traversant les enroulements primaires des bobines très haute tension reliées aux bougies d'ignition d~ moteur. Pour certains modèles de moteurs à combustion interne, la grandeur de l'an-gle d'avance statique peut être posi.tive et l.'angle d~avance dyna~ique minimale peut être nul ou même né-gatif, correspondant à un retard à l'ignition du mo-teur comme indiqué, à titre d'exemple illustratif sur , ,:
la figure 8 qui représente, sous la forme d'unecourbe, une loi d'avance typique en fonction de la vitesse de rotation du moteur.
Dans ce qui va suivre, on décrira un mode de réalisation d'un cap-teur de la position pour lequel la masselotte auxiliaire est décalée angulairemen-t en avance sur la masselotte principale associée, ce capteur comprenant en outre des moyens permettant d'inhiber l'effet des signaux parasites induits par le rayonnement électromagnétique des générateurs d'étincelles ~ a figure 9 représente, sous la forme d'un schéma simplifié, une variante de réalisation d'un capteur de position selon l'inven-tion, ce capteur permettant de synchroniser les circuits d'avance à l'allumage et le distributeur électronique d'un système électro- ;
nique d'allumage destiné à un moteur à combustion interne à quatre cylindres, ce capteur comprenant :
- des moyens électromécaniques 105a comprenant, d'une part, un jeu de masselottes conductrices, disposé
sur un disque entraîné en rotation synchrone par le vilebrequin du moteur7 ce jeu de masselottes comportant des masselottes principales M1 et M2 diamétralement opposées et une masselotte auxiliai-re M~ disposée angulairement en avance d'une quan-tité 01 sur la masselotte associée M2, le sens de rotation du disque étant donné par la direction de la flèche et, d'autre part 7 un couple de détecteurs D1 et D2, disposé de façon ordonnée, en regard de ~o la course des masselottes, l'espacement angulaire , ~
relatif 0I des deux détecteurs étant égal sensible-ment à l'angle ~ ; ces détecteurs D1 et D2 déli-vrent respectivement des signaux électrlques E1 et E2 aux instants de passage des masselo-ttes, 5 - des moyens électroniques de -traitement 105b des si-g~aux de sortie El et E2 des détecteurs D1 et D2, ces moyens électroniques comprenant, notamment, un circuit ae coïncidence des signaux E1 et E2 qui fournit le signal de sortie S0 permettant de synchro-niser le distributeur électronique, et, des circuits permettant d'inhiber les signaux résultant du passage de la masselotte M~ devant les détec-teurs D1 et D2.
~'espacement angulaire relatif 01 entre les - masselottes M2 et M~ peut etre avantageusement supé-rieur à l'angle 0O.
~ a figure 10 représente, référés au PM~ des pistons, les chronogrammes des principaux signaux élec-triques associés au capteur représenté sur la figure 9. ~es signaux E1 et E2 sont identiques, leur décalage angulaire relatif étant égal à la valeur 0O, les signaux carrés 1' et 2' du signal E1 son-t décalés en avance de l'angle statique d'avance ~.
~e signal S0 résulte de la coincidence temporelle des signaux carrés 2 et c~ et les signaux S2 et S1 sont constitués d'impulsions qui coîncident aveo les fron-ts montants des signaux carrés 1, 1' et 2,2'.
~ a figure 11 représente 9 SOUS la forme d'un schéma électrique, un mode de réalisa-tion des moyens de traitement 105b des signaux de sortie El et E2 du capteur de position angulaire 105a représenté sur la . , : . , ,.:
' ~. . '., ~
, figure 9 ; ces moyens électroniques comprenant :
- une première por-te logique 150 du type ET, cette porte logique recevant, sur une première entrée, le signal de sortie E2 du détec-teur D2 et, sur une seconde entrée, le signal de sortie E1 du dé--tecteur Dl ; elle fournit le signal ~0 permettant de synchroniser le distributeur électronique du système d'allumage, - une première bascule 151 du type "D" dans laquelle l'entrée de donnée (D) est polarisée au niveau haut, l'entrée d'horloge (C) reçoit le signal E2 et l'entrée de remise à zéro (R) est reliée à la sortie de la porte logique 15V.
- ~ un circuit de détection des transitions du niveau du signal de sortie fourni par la sortie Q de la bascule15L, ce circuit de détection comprenant une porte logique15.~ du type "OU EXC~USIF", les deux entrées de cette porte étant reliées à la sortie Q de la bascule151, la première entrée en liaison directe) la seconde à travers une cellule de retard formée par la résistance R1 et la capa- -~
cité al; ce circuit de détection fournit le si- :
gnal de sortie E2 en i.mpulsions permettant de . synchroniser les circuits d'avance automatique~ -~ une seconde bascule 153 du type "D", dans laquelle l'entrée de donnée (D) est polarisée au niveau bas, l'entrée d'horloge (C) reçoît le signal ~1 et 17entrée de mise au ni~eau haut ~) est reliée à
la sortie de la porte logique 152 - une seconde porte logique 154 du type "ET", dans laquelle une première entrée est reliée à la sor-. ~
: ,~ ', . '. ' .:
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tie de la porte logique 152.
- une seconde porte logique154 du type "ET", dans laquelle une première entrée est reliée à la sortie Q de la bascule153 et une seconde entrée reçoit le signal El ; cette porte logique fourni-t le signal en impulsions El permettant de déclencher les géné-rateurs d'étincelles au point d'avance statique.
On décrira maintenant, en regard des chronogram-mes des signaux de la figure 10, le fonctionnement des circui-ts électriques représentés sur la figure 1 1 .
~ e signal carré SO résulte de la coincidence tem-porelle des signaux 2 et ~ ' de la séquence des si-~ gnaux E2 et El. ~a sortie Q de la bascule151 est posi-tionnée au niveau haut par les fronts montants des signaux 1 de la séquence du signal E2 et positionnée au niveau pas par les fronts montants du signal SO~
le signal carré S résultant a une durée angulaire de 180 degrés, ce signal S3 est di~`férentié par la porte logique 15~ pour fournir le signal S2 en impulsions de synchronisation des circuits d'avance automatique.
~a sortie Q de la ~ascule 153 est positionnée au ni-veau haut par les signaux S2 et positionnée au niveau bas par les fronts montants du signal E1, pour fou-r- -nir le signal S4, enfin l'opération de conjonctionréalisée par la porte logique154 permet de Iournir le signal S1. On voit donc, maintenant, plus claire-ment, les fonctions de ces circuits de traitementy d'une part, élaborer un signal de synchronisation du cycle dlignition du moteur, d'autre part, éliminer .
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les signaux ~ et ~ résultant du passage de la masselotte ~ devant les détecteurs D1 et D2.
On décrira maintenant un mo~en électronique per-met-tant d'inhiber les signaux parasites induits sur la sortie des détecteurs Dl et D2 par le rayonnement élec-tromagnétique des bobines des générateurs d'étin-celles 20a et 20b. Si l'on se reporte à la figure 12 qui représente partiellement le système électronique d'allumage décrit à la figure 5, on voit, d'une part, que le signal SO fourni par l'élément 105b perme-t de commander le distributeur électronique 30 et, d'autre part, que le signal de sortie ~o , fourni par les circuits d'avance automatique 40 à l'allumage est - envoyé aux circuits de traitemsnt 105b dans le but d~inhiber les signaux E1 et E2 fournis respectivemen-t par les détecteurs Dl et D2 du capteur ~05a pendant un temps correspondant à la durée des signaux para-sites résultant des étincelles d'allumage.
~a figure 13 représente, sous la forme d'un schéma électrique, un mode de réalisation des cir-cuits d'inhibition des signaux parasites ; ces cir-cuits comportent :
- une bascule 155 du type "D", dans laquelle l'entrée de donnée (D) est polarisée au niveau haut, l'en-trée d'horloge (C) recoit les signaux de sortie ~0fournis par les circuits d'avance automatique 40 9 la sortie Q est reliée, par l'intermediaire d'un réseau de retard, à l'entrée de remise à ~éro (R) pour constituer une bascule monostable dont la durée - .
. .
, . , ;. . , :
., ' ,~ . ' ` ' ' $
est proportionnelle au produit de la valeur de la résistance R2 et de la valeur de l.a capacité C2, - une porte logique 156 du type "~T" dont une pre-mière entrée reçoit le signal E2 et une seconde entrée est reliée à la sortie Q de la bascule 155, la sortie de cette portel56 est reliée à l'entrée d'horloge (C) de la bascule 151 déjà décrite.
~ a porte logique lSO déjà décrite, comporte une troisième entrée reliée à la sortie Q de la bascule 155.
Dans la pratique, la durée du signal d'inhibi- ~-tion fourni par la bascule 155 peut être de l'ordre de la milliseconde, ce qui correspond sensiblement - à la durée des étincelles d'ignition du moteur.
On pourra noter que, dans le cas d'un moteur à quatre cylindres, le distributeur électronique peut atre consti-tué par deux por-tes logiques du type "~T" commandées directement par le signal ~30 On voit maintenant, plus clairement, les avanta-ges procurés par un capteur de position angulaire, selon l'invention, dans ses applications aux moteurs à combust.ion interne multicylindres. D'une part, les éléments qui constituent les moyens électromécaniques du capteur sont robustes et, par voie de conséquence, parfaitement adaptés aux exigences de l'industrie des moteurs à combustion interne et, d'autre part, la configuration des moyens électromécaniques peut 8tre adaptée à différents types de moteurs multicylindres ;
en~in, les si.gnaux électriques fournis par le capteur ' ~ .
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so.nt compatibles avec les différents systèmes élec-troniques d'allumage existants.
~ 'invention n'est pas limitée, dans ses applica--tions, à la synchronisation des circuits d'un système d'allumage électronique ; notamment, les signaux de sortie du capteur peuvent etre exploités pour fournir, sur le tableau de bord d'un véhicule automobile, l'in-formation de vitesse de rotation du moteur, ou, ces signaux peuven.t être fournis à un ou plusieurs discri-minateurs de vitesse angulaire afin d'indiquer lesdifférents régimes de rotation du moteur.
~ 'invention trouve des applications dans l'indus-trie des moteurs de traction et des moteurs fixes.
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:
Claims (4)
1. Moteur à combustion interne multicylindres équipé d'un système électronique d'ignition incluant un senseur de position des pistons comportant un jeu de M + 1 éléments conducteurs tous identiques tournant en synchronisme avec le vilebrequin du moteur, ce jeu d'éléments conducteurs comprenant M éléments conducteurs également espacés entre eux et un élément décalé angulai-rement de l'un des M éléments, deux détecteurs de proximité
fixes adjacents qui délivrent des signaux électriques identiques mutuellement déphasés, d'un angle au moins égal à l'angle maximal d'avance à l'ignition du moteur, des moyens électroniques de traitement des signaux de sortie des deux détecteurs de proximité : un premier moyen électronique qui fournit un signal de synchronisation du cycle d'allumage du moteur, un second moyen électronique que fournit deux signaux de synchronisation représentatifs respectivement de l'avance statique et de l'avance dynamique maximale à l'ignition du moteur.
fixes adjacents qui délivrent des signaux électriques identiques mutuellement déphasés, d'un angle au moins égal à l'angle maximal d'avance à l'ignition du moteur, des moyens électroniques de traitement des signaux de sortie des deux détecteurs de proximité : un premier moyen électronique qui fournit un signal de synchronisation du cycle d'allumage du moteur, un second moyen électronique que fournit deux signaux de synchronisation représentatifs respectivement de l'avance statique et de l'avance dynamique maximale à l'ignition du moteur.
2. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, dans lequel le jeu d'éléments conducteurs est disposé à la périphérie du volant d'inertie.
3. Moteur à combustion interne selon la revendication 2, dans lequel les deux détecteurs de proximité sont fixés sur le carter du volant d'inertie.
4. Moteur à combustion interne selon la revendication 3 dans lequel les deux détecteurs de proximité
sont d'un type incluant un autooscillateur amorti par la présence d'un corps conducteur.
sont d'un type incluant un autooscillateur amorti par la présence d'un corps conducteur.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7827923A FR2437506A1 (fr) | 1978-09-29 | 1978-09-29 | Capteur de position angulaire pour moteur a combustion interne equipe d'un systeme d'allumage electronique |
| FR7827923 | 1978-09-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1140205A true CA1140205A (fr) | 1983-01-25 |
Family
ID=9213185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA000336628A Expired CA1140205A (fr) | 1978-09-29 | 1979-09-28 | Capteur de position angulaire pour moteur a combustion interne equipe d'un systeme d'allumage electronique |
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| CA (1) | CA1140205A (fr) |
| DD (1) | DD146325A5 (fr) |
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