Dispositif d'allumage électronique pour moteur à explosion
On connaît déjà des dispositifs d'allumage électronique pour moteurs à explosion munis d'un rupteur et d'une bobine d'allumage, ce dispositif comprenant un condensateur relié à un circuit de charge et un interrupteur électronique commandant la décharge de ce condensateur dans l'enroulement primaire de la bobine d'allumage, I'interrupteur électronique étant commandé à partir du rupteur par un circuit de commande.
La présente invention se rapporte à un dispositif d'al- lumage de ce genre, dans lequel l'efficacité de l'allumage est fortement augmentée grâce au fait que le circuit de commande comprend des moyens produisant plusieurs fennetures et ouvertures successives de l'interrupteur électronique pour chaque ouverture du rupteur.
La figure unique du dessin annexé représente, sché matiqueinent et à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif objet de l'invention.
Ce dispositif est destiné à être placé sur un moteur prévu pour un allumage conventionnel, c'est-à-dire présentant une bobine d'allumage I et un rupteur 2. Ce dernier comprend, comme cela est bien connu, un contact fixe 3 et un contact mobile 4 actionnés par une came 5 pour provoquer les ouvertures et fermetures successives des contacts 3 et 4.
La bobine d'allumage 1 est constituée par un transformateur comprenant un enroulement secondaire 6 à haute tension et un enroulement primaire 7 qui, dans les constructions classiques, est parcouru par un courant haché par le rupteur 2. Dans le dispositif représenté, I'enroulement primaire 7 est destiné à être parcouru par des impulsions produites par la décharge d'un condensateur
Cl dont le potentiel est appliqué à l'enroulement primaire 7 lorsqu'un thyristor T est rendu conducteur. Le signal rendant le thyristor T conducteur est fourni par un circuit de commande qui sera décrit en détail plus loin.
Le dispositif d'allumage comprend deux sources de tension destinées respectivement à charger le condensateur Cl sous une tension relativement élevée et à alimenter le circuit de commande sous une tension plus faible. Comme l'intérêt principal du dispositif d'allumage réside dans son utilisation sur des véhicules à moteur, les deux sources de tension doivent être alimentées à partir d'une batterie d'accumulateur fournissant un courant continu sous une tension qui est en général de 6 à 12 volts.
Pour permettre d'obtenir facilement deux sources de courant de tension différente, le dispositif décrit comprend un oscillateur 8 appliquant une composante alternative à un transformateur 9 dont l'enroulement secondaire 10, respectivement 11, constitue deux sources de tension alternative différentes. A cet effet, l'oscillateur 8 comprend deux transistors T1 et T2 dont les collecteurs sont reliés aux deux extrémités d'un enroulement primaire 12 présentant une prise médiane reliée à la borne a destinée à être connectée au pôle négatif de la batterie d'accumulateur du véhicule. Les émetteurs de ces transistors sont reliés par un fusible 13 à la borne b destinée à être connectée au pôle positif de la batterie.
Les deux bases des transistors T1 et T2 sont reliées aux deux extrémités d'un enroulement 14 de réaction, et la polarisation de ces bases est obtenue par un diviseur de tension formé par deux résistances R1 et R2 branchées en série entre les bornes a et b. La résistance R1 est shuntée par un condensateur C2 destiné à diminuer les composantes alternatives susceptibles de parcourir cette résistance R1. Le courant de base des transistors T1 et T2 est limité par une résistance R3. Le tout est dimensionné de façon à obtenir une fréquence d'oscillation qui soit de l'ordre de 5 KHz.
Le circuit de charge du condensateur C1 comprend un redresseur 15 en pont alimenté par l'enroulement se condaire 10 et alimentant un condensateur C3 aux bornes duquel est disponible la tension de charge du condensateur C1. La borne négative de sortie du redresseur 15 est mise à la masse par un pont P qui permet de relier cette borne à l'une ou l'autre des bornes a et b, suivant que le dispositif est utilisé sur un véhicule dont la batterie est mise à la masse par sa borne positive ou négative.
Lorsque le thyristor T est non conducteur, le condensateur C1 se charge au même potentiel que le condensateur
C3, le courant de charge du condensateur Cl passant par l'enroulement primaire 7 de la bobine d'allumage 1.
Lorsque le thyristor T est rendu conducteur, le condensateur C1 est alors connecté aux bornes de l'enroulement primaire 7 et se décharge dans celui-ci, donnant naissance à une tension induite élevée dans l'enroulement secondaire 6 de la bobine 1. La résistance R4 qui shunte le condensateur C1 est destinée à amortir le circuit oscillant formé par ce condensateur et le primaire de la bobine 1.
Le circuit de commande du thyristor T comprend une source d'alimentation indépendante formée par l'enroulement secondaire 11 du transformateur 9, un redresseur 16, un condensateur C4 de filtrage et une résistance
R5. Cette dernière permet à la source de débiter sur une borne r reliée au contact mobile 4 du rupteur 2. Ainsi, lorsque ce dernier est fermé, la tension est nulle entre la borne r et la masse. Au moment de l'ouverture du rupteur 2, le potentiel de la borne r augmente brusquement et l'impulsion positive qui en résulte est transmise, par l'intermédiaire d'une diode D1 et d'un condensateur
C5, à l'électrode de commande, ou gate, 17 du thyristor T.
Le circuit de commande comprend encore un montage oscillateur constitué par un transistor unijonction
UJT dont les bases sont reliées respectivement à la borne r par une résistance R6 et à la masse par une résistance R7, l'émetteur de ce transistor étant connecté au point de liaison entre une résistance variable R8 et un condensateur C6 qui sont branchés entre la borne r et la masse.
Cet ensemble constitue un montage oscillateur connu.
Lors de l'apparition du potentiel positif à la borne r, le condensateur C6 commence à se charger par la résistance
R8, et dès que son potentiel atteint le potentiel de conduction déterminé par les résistances R6 et R7 pour le transistor UJT, ce dernier devient conducteur et décharge le condensateur C6 dans la résistance R7. Cette impulsion de décharge est transmise par une diode D2 au gate 17 du thyristor T.
Il y a encore lieu de remarquer que le gate 17 du thyristor T est relié à la masse par une résistance R9 de fuite, par une diode D3 destinée à protéger le thyristor
T contre les tensions inverses, par exemple par suite des oscillations pouvant apparaître aux bornes de l'enroulement primaire 7 lorsqu'un fil de bougie est déconnecté, et par un condensateur C7 de faible capacité, destiné à absorber des tensions induites de faible valeur et à empêcher ainsi une mise inopportune à l'état conducteur du thyristor T
Il y a encore lieu de noter la présence d'une résistance R1 0 entre la masse et le point de liaison entre la diode D1 et le condensateur C5.
Cette dernière résistance est destinée à assurer la décharge du condensateur C5 lorsqu'il a transmis l'impulsion positive d'allumage à l'instant de l'ouverture du rupteur 2
Le montage oscillateur comprenant le transistor UJT présente une période d'oscillation de, par exemple, 1,8 ms qui est déterminée par le temps de charge du condensateur C6. Si le circuit ne comprenait pas le condensateur
C5 pour transmettre directement au thyristor T l'impulsion positive correspondant à l'ouverture du rupteur 2, le thyristor T deviendrait conducteur avec un retard constant de 1,8 ms après l'ouverture du rupteur, ce qui serait contraire aux conditions de bon fonctionnement d'un moteur à explosion.
Grâce au montage oscillateur comprenant le thyristor
UJT, la première décharge du condensateur C1, qui est produite lors de l'ouverture du rupteur 2, est suivie d'une série de décharges subséquentes commandées par le montage oscillateur pendant toute la durée de l'ouverture du rupteur. Cette particularité est très avantageuse lors de la mise en marche à froid du moteur et pour son fonctionnement principalement dans les régimes relativement bas. En effet, pour la mise en marche, si le mélange détonant ne s'allume pas à la première étincelle, il s'allumera sous l'effet d'une des étincelles produites par le montage oscillateur.
On peut encore relever que la puissance de chaque étincelle est définie par l'énergie emmagasinée dans le condensateur C1. I1 est possible de prévoir pour ce dernier une capacité relativement faible, tandis que la tension délivrée par le redresseur 15 est beaucoup plus élevée que celle de la batterie d'accumulateur du véhicule. De cette façon, pour tous les régimes utiles du moteur, le condensateur Ct est complètement chargé avant chaque étincelle. Il en résulte que l'intensité des étincelles d'allumage reste constante, quel que soit le régime du moteur, contrairement aux dispositifs d'allumage classiques par batterie, dans lesquels l'énergie dépend de l'intensité du courant qui s'établit dans l'enrou- lement primaire de la bobine d'allumage et qui varie en fonction du temps d'ouverture du rupteur.
Electronic ignition device for internal combustion engine
Electronic ignition devices are already known for internal combustion engines provided with a breaker and an ignition coil, this device comprising a capacitor connected to a charging circuit and an electronic switch controlling the discharge of this capacitor in the primary winding of the ignition coil, the electronic switch being controlled from the breaker by a control circuit.
The present invention relates to an ignition device of this type, in which the efficiency of the ignition is greatly increased thanks to the fact that the control circuit comprises means producing several successive closings and openings of the switch. electronic for each breaker opening.
The single figure of the appended drawing represents, schematically and by way of example, an embodiment of the device which is the subject of the invention.
This device is intended to be placed on an engine intended for conventional ignition, that is to say having an ignition coil I and a breaker 2. The latter comprises, as is well known, a fixed contact 3 and a movable contact 4 actuated by a cam 5 to cause the successive openings and closings of the contacts 3 and 4.
The ignition coil 1 is constituted by a transformer comprising a high voltage secondary winding 6 and a primary winding 7 which, in conventional constructions, is traversed by a chopped current by the breaker 2. In the device shown, the winding primary 7 is intended to be traversed by pulses produced by the discharge of a capacitor
C1 whose potential is applied to the primary winding 7 when a thyristor T is made conductive. The signal making the thyristor T conductive is supplied by a control circuit which will be described in detail later.
The ignition device comprises two voltage sources intended respectively to charge the capacitor C1 under a relatively high voltage and to supply the control circuit with a lower voltage. As the main interest of the ignition device lies in its use on motor vehicles, the two voltage sources must be supplied from an accumulator battery supplying a direct current at a voltage which is generally 6 at 12 volts.
In order to easily obtain two current sources of different voltage, the device described comprises an oscillator 8 applying an AC component to a transformer 9 whose secondary winding 10, respectively 11, constitutes two different AC voltage sources. For this purpose, oscillator 8 comprises two transistors T1 and T2 whose collectors are connected to the two ends of a primary winding 12 having a middle tap connected to terminal a intended to be connected to the negative pole of the storage battery. of the vehicle. The emitters of these transistors are connected by a fuse 13 to terminal b intended to be connected to the positive pole of the battery.
The two bases of transistors T1 and T2 are connected to the two ends of a reaction winding 14, and the polarization of these bases is obtained by a voltage divider formed by two resistors R1 and R2 connected in series between terminals a and b . Resistor R1 is shunted by a capacitor C2 intended to reduce the AC components liable to travel through this resistor R1. The base current of transistors T1 and T2 is limited by a resistor R3. The whole is dimensioned so as to obtain an oscillation frequency which is of the order of 5 KHz.
The capacitor C1 charging circuit comprises a bridge rectifier 15 supplied by the condaire winding 10 and supplying a capacitor C3 at the terminals of which the charging voltage of the capacitor C1 is available. The negative output terminal of the rectifier 15 is earthed by a bridge P which makes it possible to connect this terminal to one or the other of the terminals a and b, depending on whether the device is used on a vehicle whose battery is earthed by its positive or negative terminal.
When thyristor T is non-conductive, capacitor C1 charges at the same potential as capacitor
C3, the charging current of capacitor C1 passing through primary winding 7 of ignition coil 1.
When the thyristor T is made conductive, the capacitor C1 is then connected to the terminals of the primary winding 7 and discharges in the latter, giving rise to a high induced voltage in the secondary winding 6 of the coil 1. The resistance R4 which bypasses capacitor C1 is intended to dampen the oscillating circuit formed by this capacitor and the primary of coil 1.
The control circuit of the thyristor T comprises an independent power source formed by the secondary winding 11 of the transformer 9, a rectifier 16, a filter capacitor C4 and a resistor.
R5. The latter enables the source to charge to a terminal r connected to the moving contact 4 of the breaker 2. Thus, when the latter is closed, the voltage is zero between the terminal r and the ground. When breaker 2 opens, the potential of terminal r increases sharply and the resulting positive pulse is transmitted, via a diode D1 and a capacitor
C5, to the control electrode, or gate, 17 of thyristor T.
The control circuit also comprises an oscillator assembly constituted by a unijunction transistor
UJT whose bases are respectively connected to terminal r by a resistor R6 and to ground by a resistor R7, the emitter of this transistor being connected to the point of connection between a variable resistor R8 and a capacitor C6 which are connected between the terminal r and ground.
This assembly constitutes a known oscillator assembly.
When the positive potential appears at the terminal r, the capacitor C6 begins to charge by the resistance
R8, and as soon as its potential reaches the conduction potential determined by the resistors R6 and R7 for the UJT transistor, the latter becomes conductive and discharges the capacitor C6 in the resistor R7. This discharge pulse is transmitted by a diode D2 to gate 17 of thyristor T.
It should also be noted that the gate 17 of thyristor T is connected to ground by a leakage resistor R9, by a diode D3 intended to protect the thyristor
T against reverse voltages, for example as a result of the oscillations which may appear at the terminals of the primary winding 7 when a spark plug wire is disconnected, and by a capacitor C7 of low capacity, intended to absorb induced voltages of low value and thus preventing an untimely switching to the conductive state of the thyristor T
It is also necessary to note the presence of a resistor R1 0 between the mass and the point of connection between the diode D1 and the capacitor C5.
This last resistance is intended to ensure the discharge of the capacitor C5 when it has transmitted the positive ignition pulse at the instant of opening of the breaker 2.
The oscillator assembly comprising the UJT transistor has an oscillation period of, for example, 1.8 ms which is determined by the charging time of the capacitor C6. If the circuit did not include the capacitor
C5 to transmit directly to thyristor T the positive pulse corresponding to the opening of breaker 2, thyristor T would become conductive with a constant delay of 1.8 ms after opening of the breaker, which would be contrary to the conditions of proper operation of an internal combustion engine.
Thanks to the oscillator assembly including the thyristor
UJT, the first discharge of capacitor C1, which is produced when opening the breaker 2, is followed by a series of subsequent discharges controlled by the oscillator assembly throughout the duration of the opening of the breaker. This feature is very advantageous when starting the engine from cold and for its operation mainly at relatively low speeds. Indeed, for start-up, if the detonating mixture does not ignite at the first spark, it will ignite under the effect of one of the sparks produced by the oscillator assembly.
It can also be noted that the power of each spark is defined by the energy stored in the capacitor C1. It is possible to provide for the latter a relatively low capacity, while the voltage delivered by the rectifier 15 is much higher than that of the accumulator battery of the vehicle. In this way, for all useful engine speeds, the capacitor Ct is fully charged before each spark. As a result, the intensity of the ignition sparks remains constant, whatever the engine speed, unlike conventional battery ignition devices, in which the energy depends on the intensity of the current which is established in the ignition. the primary winding of the ignition coil and which varies as a function of the breaker opening time.