EP0654604A1 - Procédé et dispositif d'allumage à bobine avec des décharges additionnelles pour diagnostics - Google Patents

Procédé et dispositif d'allumage à bobine avec des décharges additionnelles pour diagnostics Download PDF

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EP0654604A1
EP0654604A1 EP94402617A EP94402617A EP0654604A1 EP 0654604 A1 EP0654604 A1 EP 0654604A1 EP 94402617 A EP94402617 A EP 94402617A EP 94402617 A EP94402617 A EP 94402617A EP 0654604 A1 EP0654604 A1 EP 0654604A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
primary
current
diagnostic
spark
duration
Prior art date
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EP94402617A
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German (de)
English (en)
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EP0654604B1 (fr
Inventor
Bernard Boucly
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marelli France SAS
Original Assignee
Magneti Marelli France SAS
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Filing date
Publication date
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Publication of EP0654604B1 publication Critical patent/EP0654604B1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P3/00—Other installations
    • F02P3/02—Other installations having inductive energy storage, e.g. arrangements of induction coils
    • F02P3/04—Layout of circuits
    • F02P3/045—Layout of circuits for control of the dwell or anti dwell time
    • F02P3/0453—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices
    • F02P3/0456—Opening or closing the primary coil circuit with semiconductor devices using digital techniques

Definitions

  • the subject of the invention is a method and an electronic ignition device, for an internal combustion engine with controlled ignition, in each cylinder of the engine, by at least one spark plug in series with a secondary of an ignition coil, of which the primary is supplied with electric current from an electric source, such as the battery of a vehicle equipped with the engine, by a switch placed in a charging circuit of the primary, and itself controlled by a calculation unit and control, advantageously comprising a microcontroller.
  • the invention more specifically relates to a method and a device of the type mentioned above, making it possible to carry out a diagnosis of the ignition of the engine, by virtue of the calculation and control unit, or calculator, which manages the ignition function as well as possibly the injection function, when the engine is equipped with an injection fuel supply installation, the calculation and control unit then being a so-called "engine control" computer.
  • the method and the device according to the invention are intended to be implemented not only on board vehicles, but also on control and diagnostic apparatus in service stations.
  • the ignition diagnosis consists in giving qualitative information relating to the sparks produced by the spark plugs in the combustion chambers of the engine. This information must make it possible to determine whether there is absence or presence of a spark, and, in the latter case, whether the spark is correct.
  • An ignition device with ignition diagnosis of the second type mentioned above, was proposed by the applicant in European patent application EP 559 540: it comprises, on the one hand, means for measuring the current of load, intended to provide, on an output, a signal in response to overshoots of a determined value, lower than the current necessary to create the ignition voltage at the secondary of the coil by breaking the primary current, and, on the other hand , means for transposing the primary voltage, to form the image of the secondary voltage and provide, on said output, a signal when the secondary voltage falls below a determined threshold indicating the end of the spark at the spark plug.
  • transposition means comprise, in series between the terminal of the primary not connected to the source and the ground, the emitter-collector junction of a transistor and of the collector and emitter resistors, so that the voltage at the terminals of one of the resistors is representative of the difference between the voltage across the primary and the source voltage.
  • a first drawback of such a device is that it does not allow, in a simple manner, to discriminate sparks from different cylinders, at high speed, due to a superposition between the transpositions of the secondary voltages and the primary charges. For example, in an inline four-cylinder four-stroke engine, the charge of the primary of the coil of cylinder No. 3 may begin while the spark to the spark plug of cylinder No. 1 is not completed.
  • the object of the invention is to remedy the drawbacks of the aforementioned device known from EP 0 559 540, and to propose a method and a device allowing a control of the quality of the ignition by detecting whether the spark is of a duration. neither too short nor too long, and if the spark is of sufficient quality for a sufficient time.
  • Another object of the invention is to propose a method and a device making it possible moreover to monitor the wear of the spark plug, or, more generally, the degradation of the secondary circuit which comprises it in series with the secondary of the coil and a resistive interference suppression wire, for example built into the spark plug.
  • Yet another object of the invention is to propose a method allowing an implementation by a device of which numerous components can be common to all the engine cylinders, and therefore in single copy in a more economical and less bulky embodiment device .
  • Another aim is to propose an ignition diagnostic method which is also compatible with the calculation and control of the charging time of the primary, in the manner already known, in particular by the aforementioned document EP 559 540, the method according to the invention. being able to be implemented by a device which is structurally only little different from the known devices for carrying out this calculation and this control of the charging time of the primary.
  • the idea underlying the invention is that an image of the quality of the spark at the candle is given by the dynamic impedance of this candle during the spark, and that the observation of the intensity d '' a current which is made circulate in the primary of the coil, during the spark, makes it possible to analyze the speed of increase for at least one diagnostic duration, this speed of increase in the intensity of the primary current depending in particular on the dynamic impedance of the spark plug during the spark.
  • the quality of the spark is determined from the measurement of the rate of increase of the intensity of the current flowing in the primary of the coil during at least one diagnostic duration determined during the duration of the assumed spark.
  • the discrimination of the speeds of increase of the intensity of the current in the primary during each duration of diagnosis can be ensured by comparison with at least a corresponding threshold, to deliver a signal of presence of spark in the event of exceeding this corresponding threshold , but, in an implementation variant particularly simple, the intensity of the current in the primary is measured for at least each diagnostic duration, and the increase rates are discriminated by comparing the maximum intensity measured at the end of the corresponding diagnostic duration with a threshold of corresponding intensity, to deliver a spark presence signal if the maximum intensity measured is greater than the intensity threshold.
  • the method consists in controlling at least two successive diagnostic durations between two successive charge durations, and in deducing therefrom, on the one hand, the presence of a spark if at least one presence signal is delivered in a first interval of predetermined time, following the end of the previous charge duration, and ending at the earliest at the same time as the first diagnostic duration, and, on the other hand, a minimum duration of a spark of sufficient quality depending on the number of presence signals issued.
  • the method may further consist in deducing that the spark is too short if a second presence signal is not delivered in a second predetermined time interval, greater than the first time interval, also following the end of the duration of the previous charge, and ending at the earliest at the same time as the second duration of the diagnosis.
  • the method also consists in controlling a third diagnostic duration between two successive charging durations, and in deducing therefrom that the spark plug is short-circuited if a third presence signal is delivered before the end of a third predetermined time interval, also following the end of the previous charge duration, greater than the first and, where appropriate, the second predetermined time interval, and ending at the earliest at the same time as the third diagnostic duration.
  • the method can also consist in measuring the maximum current intensity in the primary during at least one diagnostic duration of the same rank after successive charging durations, in comparing the measurements between them and / or at least a maximum intensity threshold, and to deduce therefrom at least one signal testifying to the degradation of the secondary circuit.
  • the switch is controlled, from a control output of the calculation and control unit, by means of an interface amplifier
  • the means for measuring the current in the primary comprise a shunt in series with the switch, between the latter and the ground
  • the detection means comprise at least a first and a second comparator, each receiving the signal of the shunt on an input and comparing it respectively to a first and to a second intensity threshold, received on another input of the corresponding comparator, the output of each comparator being connected to a diagnostic input of the calculation and control unit, the second intensity threshold being greater than the first, but less the current necessary to create an ignition voltage by cutting the primary, for the calculation by said unit of the primary charge times.
  • the calculation and control unit comprises a second diagnostic input, connected to the shunt, and transmitting the measurement of the current intensity to an analog / digital converter, itself connected means for storing and comparing the maximum intensity values, measured during the diagnostic durations, with each other and / or at a maximum intensity threshold, and means delivering a degradation signal of the secondary circuit.
  • the ignition device comprises means for measuring the current in the primary, detection means, a calculation and control unit, and, optionally, an interface amplifier, which are common to all the engine cylinders.
  • the device is intended for the ignition of a combustion chamber of an internal combustion engine, equipped with at least one spark plug 10, placed in series with the secondary 12 d an ignition coil 11.
  • the primary 13 of the coil 11 is connected to a power source (vehicle battery in general), of voltage Vbat.
  • Vbat vehicle battery in general
  • the primary 13 and the secondary 12 have a common terminal connected to the collector of a bipolar transistor 14 of NPN type, the emitter of which is connected to ground by the intermediate of a shunt resistor 15.
  • the shunt 15 is thus in series in the charging circuit of the primary 13 from the source Vbat, between the ground and the ignition transistor 14, serving as a switch or switch of cut-off, which can switch from the blocked state to the saturated state and vice versa, to control the primary current Ip, which flows through the primary 13 when the transistor 14 is conductive in the saturated state.
  • This switch 14 is controlled to close and open from a calculation and control unit 16, via an amplifier 17 serving as an interface between the base of transistor 14 and unit 16 , which is an engine control computer, of the microcontroller type, comprising at least one microprocessor, and having at minus an output S giving the control information to the amplifier 17.
  • the shunt 15 is used to measure the primary current Ip, and supplies at its terminals a voltage representative of this current.
  • This information from the shunt 15, and relating to the intensity of the primary current Ip is processed, in analog form or in logical or digital form, by a threshold detector 18 connected to at least one input E of the computer 16, making it possible to receive diagnostic information on the presence and quality of a spark produced between the two spark plug electrodes 10 and generated by the secondary 12 of the ignition coil 11 by cutting the charge on the primary 13.
  • FIG. 1 represents the device for a single candle 10 in a single cylinder, so as not to overload the figure, but the means for measuring the primary current constituted by the shunt 15, the calculation and control unit 16, the interface amplifier 17 and the detection means consisting of the threshold detector 18 are common to all the spark plugs 10 of all the cylinders, to which they are connected by selection diodes (not shown) in a known manner, and are therefore each provided in single copy in the circuit.
  • curve (a) represents a timing diagram of the control signal of switch 14 applied to the output S of unit 16.
  • Curves (b) and (c) respectively represent the intensity of the primary current Ip and the secondary current Is as a function of time
  • curve (d) represents the signal applied by the detector 18 to the input E of the unit 16.
  • the unit 16 On its output S, the unit 16 cyclically applies an output signal from the instant t0 of closing of the switch 14 until the instant tl of break.
  • the primary current Ip gradually increases as shown on curve (b).
  • Ip In approximately 1 ⁇ s after the cut-off instant t1, Ip is canceled from its maximum value of the order of 6 A, sufficient for its cut-off to give the required ignition voltage across the plugs of the spark plug 10, and the secondary current Is very quickly takes its maximum value of the order of 60 mA, as shown on curve (c). From this maximum value, Is gradually decreases, while Ip is zero.
  • the unit 16 applies on its output S a command to close the switch 14 for three successive diagnostic times, preferably of the same value, and spaced in the time, t3-t2, t5-t4 and t7-t6.
  • the primary current Ip increases progressively from the start t2, t4 or t6 of each diagnostic duration to cancel out quickly at the break in t3, t5 or t7 at the end of each diagnostic duration, as shown on the curve (b ).
  • the duration of the spark T t8-t1 is l order of 1.5 ms, under normal ignition conditions, it corresponds to each pulse of a chosen positive sign of primary current Ip a pulse of a chosen negative sign of secondary current Is, which is practically no longer sensitive outside the spark time T.
  • the impedance Z of the plug 10 is low (of the order of 20 to 100 k ⁇ ). After the spark (after t8), the impedance Z is high (greater than 1 M ⁇ ).
  • the rate of increase of Ip is of the order of 50 A / ms, whereas in the absence of 'spark, this rate of increase ⁇ ' is of the order of 2 A / ms.
  • This increase rate of Ip corresponds to the speed gradients during the diagnostic times, which are calibrated to a constant value of the order of 20 ⁇ s for example.
  • This speed of increase of Ip can therefore be expressed by the ratio of the maximum intensity of this current at the end t3, t5 or t7 of each diagnostic duration over said diagnostic duration, or more simply still, by the values of maximum intensity.
  • the strong gradients (50 A / ms) are discriminated from the weak gradients (2 A / ms) by the detector 18, comprising for example a threshold comparator.
  • the threshold Io can be calibrated to a constant and unique value for all the diagnostic durations, and be fixed for example at 1 A.
  • the detector 18 applies to the input E of the unit 16 a non-zero signal, as shown in (d) in FIG. 2.
  • the signals transmitted during t3-t'2 and t5-t'4 correspond to a primary current Ip> Io, during the diagnostic times t3-t2 and t5-t4, which took place before the end of the spark in t8 .
  • no signal is given on input E during the diagnostic time t7-t6 after t8, because Ip has remained below the threshold Io of 1 A during this time.
  • the signals received by the input E of the unit 16 during the diagnostic times such as t3-t2 and t5-t4 are therefore spark presence signals.
  • the specific diagnostic program implemented by the microprocessor of the unit 16 makes it possible, from the spark presence signals delivered by the detector 18, to determine that the spark has been of sufficient quality for an interval of time at less equal to t5-t1, in this example, therefore T ⁇ t5-t1, and that the spark is very likely extinguished before t7, therefore T ⁇ t7-t1.
  • the unit 16 does not receive a signal of presence of spark from the detector 18 , it delivers a spark fault diagnosis, signifying that the spark plug circuit 10 is probably open.
  • unit 16 If the unit 16 receives a first presence signal during T1 (for example t3-t'2), but no second presence signal during a predetermined time interval T2, also starting in t1 and ending at the earliest in t5 (but not after t6), unit 16 considers that there was indeed a spark, but that it was not of suitable quality for a sufficient time. Unit 16 then delivers a diagnosis of too short spark.
  • T1 for example t3-t'2
  • T2 no second presence signal during a predetermined time interval
  • the unit 16 If the unit 16 successively receives two spark presence signals during T2, including the first during T1, but no third presence signal during a third predetermined time interval T3, starting at t1 and ending at the earliest in t7 , but not before the start of the next charging time (t0), the unit 16 delivers a spark diagnosis of suitable quality for a sufficient time.
  • the unit 16 successively receives three signals of presence of spark during T3, it delivers a diagnosis of spark that is too long, signifying that the spark plug 10 is probably short-circuited.
  • the detector 18 can, during the third diagnostic time t7-t6, compare the measured current Ip to a particular short circuit threshold, for example less than 1 A.
  • the detector 18 can compare the intensity of the measured current, during each diagnostic duration, with a threshold specific to each of the diagnostic durations, especially if the latter are not of the same value.
  • the unit 16 can thus diagnose the presence or absence of a spark of suitable quality, and the duration of such a spark comprised, for example, between 0.4 ms and 2 ms.
  • the measurement of the spark duration can be taken into account by the unit 16 to adjust the value I2 of the primary current Ip for which the breaking is carried out, in order to guarantee for example a sufficient spark duration to avoid unburned, such a duration for less than 0.4 ms indicating a high probability of open circuit, while a spark duration greater than 2 ms indicating a high probability of short circuit, these two values delimiting a range of spark duration that experience has shown to be normal.
  • the amplifier 17 comprises two bipolar transistors, including one NPN type 19 connected by its base to the output S of the unit 16 via a resistor 21, while its transmitter is grounded and its collector connected by a resistor 22 at the base of the other transistor 20, of PNP type, the emitter of which is set to the voltage of the source Vbat, and the collector connected by a resistor 23 to the base of the ignition transistor 14, which comprises, on its collector connected to the primary 13, an integrated Zener diode (and not shown) in a known manner.
  • the detector 18 comprises an input RC filter 24-25, filtering the primary current measurements at the terminals of the shunt 15, and transmitting them to a negative input of a first threshold comparator 26, receiving on a positive input a threshold of voltage corresponding to the spark detection intensity threshold Io, and defined, from a logic voltage source Vcc (of + 5 V for example) via a resistance bridge 27, 28 and 29 .
  • the output of comparator 26 is connected in parallel to the voltage source + Vcc through the resistor 30 and to the input of an inverter 31.
  • the output of the RC filter 24-25 is also connected in parallel to the input positive of a second threshold comparator 32 receiving on its negative input another voltage threshold defined by the resistance bridge 27, 28 and 29 from the voltage source + Vcc.
  • the output of the comparator 32 is connected in parallel to the source + Vcc through the resistor 30 and to the input of the inverter 31, being isolated from the ground by the capacitor 33.
  • L ' together of the two comparators 26 and 32 constitutes an OR circuit, which attacks the diagnostic input E of the unit 16 via the inverter 40.
  • the comparator 26 compares the current measurements at the threshold Io, of 1 A for example, for the delivery of the spark presence signals as described above.
  • the comparator 32 compares the intensity measurements of the primary current Ip to a second intensity threshold I1, higher than that Io of the comparator 26, and for example equal to 4.5 A, to provide a signal when the load current Ip in the primary 13 exceeds this second threshold I1, when the current Ip to be cut to obtain a spark of satisfactory quality is I2, for example 6 A, as indicated on curve (b) of FIG. 2.
  • the unit 16 can determine the time t1-t'1 necessary for arrive at current I2 and, for the next ignition, determine t0 appropriately.
  • the time of the start of the charge can thus be optimally adjusted by the unit 16 without additional output from the detector 18 to the control unit 16.
  • the shunt 15, the calculation and control unit 16 and the threshold detector 18 are common to all the cylinders and to all the candles, and are therefore each mounted in a single copy in the circuit, thus more compact and economical.
  • the measurement signals of the primary current Ip at the terminals of the shunt 15 are also transmitted from the output of the RC filter 24-25 in parallel directly on a second input E 'of the computer 16 and applied to an analog / digital converter 34, itself connected to counting means, memories, registers and digital comparators 35 of the computer 16.
  • the current primary Ip, measured during the diagnostic times, is used as an analog diagnostic signal transmitted to the analog input E 'of the microprocessor of the computer 16.
  • the maximum intensities are compared of the primary current Ipmax, as measured during diagnostic times, of the same rank (for example always during the first diagnostic time) between successive charge times, and these Ipmax values are compared with one another as well as at a maximum threshold Imax of primary current intensity, adapted as a function of the order of the diagnostic duration considered in the following these diagnostic durations between two consecutive charging durations, in order to detect the decrease in the Ipmax values, as a function of the operating duration of the installation, which translates the wear of the spark plug 10 and, more generally, the degradation of the secondary circuit, comprising this spark plug 10, the secondary 12 as well as a suppressor, in series with the spark plug 10 and / or integrated into the latter.
  • the degradation of this secondary circuit results in a progressive increase in the equivalent resistance of this circuit, whence a correlative decrease in the signals of maximum intensity Ipmax, as shown in FIG. 6.
  • FIG. 6 represents four curves of Ip measured during the first diagnostic period t3-t2, curve 36 corresponding to a spark plug 10 in new condition, while curves 37, 38 and 39 correspond to the use of the same candle 10 after progressively increasing periods of use. It can be seen that the maximum intensity of the primary current Ipmax gradually decreases when the duration of use of the spark plug 10 increases, from curve 36 to curve 39.
  • the monitoring of Ipmax therefore gives an image of the degradation of the secondary circuit, and by comparison with a maximum intensity threshold Imax, for example from 1 A, we can consider that curves 36 and 37 correspond to a candle 10 in an acceptable state, because Ipmax is greater than the threshold Imax, while curves 38 and 39 correspond to a candle 10, or, more generally, to a secondary circuit too degraded, requiring for example the change of the spark plug.
  • a maximum intensity threshold Imax for example from 1 A
  • FIG. 7 shows the four curves of the secondary current Is 40, 41, 42 and 43, obtained during the sparks during which the curves 36 to 39 of Ip which were measured respectively during the first diagnostic period correspond to the peaks of negative sign of current Is visible and superimposed for the four curves 40 to 43 of FIG. 7.
  • curves 42 and 43 corresponding to sparks obtained with a candle 10 in a degraded state, reflected by the curves 38 and 39 of FIG. 6, correspond to sparks of too short duration, while the duration of the sparks of curves 40 and 41, obtained with a candle 10 in good condition, as reflected by curves 36 and 37 of the Figure 6 is sufficient to obtain a spark of suitable quality for a sufficient time.
  • diagnostic method described above can be implemented by a device (see FIGS. 1 and 3), which is both structurally little modified compared to that described in EP 0 559 540, and realization much more economical than the latter, since it does not require high voltage components.

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Abstract

Le procédé et le dispositif d'allumage électronique de l'invention assurent, entre deux durées de charge du primaire (13), le passage d'un courant de mesure dans le primaire (13) pendant au moins une durée de diagnostic définie par le calculateur (16). La vitesse d'accroissement du courant dans le primaire (13) est déterminée et discriminée par rapport à un seuil pour déduire une information de présence et/ou de qualité d'étincelle à la bougie (10) reliée au secondaire (12) de la bobine d'allumage (11). Le courant primaire est mesuré aux bornes d'un shunt (15), et les mesures transmises au détecteur (18) à comparateur, délivrant des signaux de présence d'étincelle au calculateur (16), qui commande le commutateur (14) par un amplificateur (17) d'interface. Application au diagnostic de l'allumage des moteurs à combustion interne à allumage commandé. <IMAGE>

Description

  • L'invention a pour objet un procédé et un dispositif d'allumage électronique, pour moteur à combustion interne à allumage commandé, dans chaque cylindre du moteur, par au moins une bougie en série avec un secondaire d'une bobine d'allumage, dont le primaire est alimenté en courant électrique à partir d'une source électrique, telle que la batterie d'un véhicule équipé du moteur, par un commutateur placé dans un circuit de charge du primaire, et lui-même commandé par une unité de calcul et de commande, comprenant avantageusement un microcontrôleur.
  • L'invention a plus précisément pour objet un procédé et un dispositif du type mentionné ci-dessus, permettant d'effectuer un diagnostic de l'allumage du moteur, grâce à l'unité de calcul et de commande, ou calculateur, qui gère la fonction allumage ainsi, éventuellement, que la fonction injection, lorsque le moteur est équipé d'une installation d'alimentation en combustible par injection, l'unité de calcul et de commande étant alors un calculateur dit "de contrôle moteur".
  • Le procédé et le dispositif selon l'invention sont destinés à être mis en oeuvre non seulement à bord des véhicules, mais également sur les appareils de contrôle et de diagnostic en station service.
  • Le diagnostic d'allumage consiste à donner des informations qualitatives relatives aux étincelles produites par les bougies dans les chambres de combustion du moteur. Ces informations doivent permettre de déterminer s'il y a absence ou présence d'étincelle, et, dans ce dernier cas, si l'étincelle est correcte.
  • De nombreux procédés et dispositifs ont déjà été proposés pour fournir un tel diagnostic, qui est obtenu soit en mesurant le courant traversant la bougie, à l'aide d'un shunt, soit en effectuant une analyse de la tension aux bornes du primaire de la bobine d'allumage, pendant l'étincelle réelle ou présumée.
  • Un dispositif d'allumage, avec diagnostic d'allumage du second type mentionné ci-dessus, a été proposé par la demanderesse dans la demande de brevet européen EP 559 540: il comprend, d'une part, des moyens de mesure du courant de charge, destinés à fournir, sur une sortie, un signal en réponse aux dépassements d'une valeur déterminée, inférieure au courant nécessaire pour créer la tension d'allumage au secondaire de la bobine par coupure du courant primaire, et, d'autre part, des moyens de transposition de la tension primaire, pour former l'image de la tension secondaire et fournir, sur ladite sortie, un signal lorsque la tension secondaire devient inférieure à un seuil déterminé indiquant la fin de l'étincelle à la bougie. Ces moyens de transposition comprennent, en série entre la borne du primaire non reliée à la source et la masse, la jonction émetteur-collecteur d'un transistor et des résistances de collecteur et d'émetteur, de façon que la tension aux bornes d'une des résistances soit représentative de la différence entre la tension aux bornes du primaire et la tension de source.
  • Un premier inconvénient d'un tel dispositif est qu'il ne permet pas, de façon simple, de discriminer des étincelles de différents cylindres, à haut régime, en raison d'une superposition entre les transpositions des tensions secondaires et les charges primaires. Par exemple, dans un moteur à quatre temps à quatre cylindres en ligne, la charge du primaire de la bobine du cylindre n° 3 peut commencer alors que l'étincelle à la bougie du cylindre n° 1 n'est pas terminée.
  • Pour remédier à cet inconvénient, il est nécessaire de dupliquer certains composants du circuit, et/ou de prévoir une diode entre le primaire de chaque bobine et des moyens de transposition qui peuvent être communs à deux cylindres, sinon à tous les cylindres.
  • Un autre inconvénient est qu'un tel dispositif est coûteux à réaliser, car les résistances et diodes qu'il comporte sont des composants à haute tension, et occupent une surface relativement importante sur des circuits imprimés utilisés.
  • Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients du dispositif précité connu par EP 0 559 540, et de proposer un procédé et un dispositif permettant un contrôle de la qualité de l'allumage en détectant si l'étincelle est d'une durée ni trop courte ni trop longue, et si l'étincelle est d'une qualité suffisante pendant une durée suffisante.
  • Un autre but de l'invention est de proposer un procédé et un dispositif permettant en outre de surveiller l'usure de la bougie, ou, plus généralement, la dégradation du circuit secondaire qui la comporte en série avec le secondaire de la bobine et un fil résistif d'antiparasitage, par exemple intégré à la bougie.
  • Un autre but encore de l'invention est de proposer un procédé permettant une mise en oeuvre par un dispositif dont de nombreux composants peuvent être communs à tous les cylindres du moteur, et donc en unique exemplaire dans un dispositif de réalisation plus économique et moins encombrant.
  • Un autre but enfin est de proposer un procédé de diagnostic d'allumage compatible également avec le calcul et la commande du temps de charge du primaire, de la manière déjà connue, notamment par le document EP 559 540 précité, le procédé selon l'invention pouvant être mis en oeuvre par un dispositif qui n'est structurellement que peu différent des dispositifs connus pour effectuer ce calcul et cette commande du temps de charge du primaire.
  • L'idée à la base de l'invention est qu'une image de la qualité de l'étincelle à la bougie est donnée par l'impédance dynamique de cette bougie pendant l'étincelle, et que l'observation de l'intensité d'un courant que l'on fait circuler dans le primaire de la bobine, pendant l'étincelle, permet d'en analyser la vitesse d'accroissement pendant au moins une durée de diagnostic, cette vitesse d'accroissement de l'intensité du courant primaire dépendant en particulier de l'impédance dynamique de la bougie pendant l'étincelle.
  • En résumé, selon l'invention, la qualité de l'étincelle est déterminée à partir de la mesure de la vitesse d'accroissement de l'intensité du courant circulant dans le primaire de la bobine pendant au moins une durée de diagnostic déterminée pendant la durée de l'étincelle présumée.
  • A cet effet, l'invention propose un procédé d'allumage électronique du type présenté ci-dessus et comprenant l'étape consistant à commander cycliquement la charge du primaire pendant des durées de charge définies et à des instants définis par l'unité de calcul et de commande, de sorte que la coupure de la charge, à la fin de chaque durée de charge, est destinée à provoquer une étincelle à la bougie, et se caractérise en ce qu'il comprend de plus les étapes consistant :
    • entre deux durées de charge successives, à commander le passage d'un courant de mesure dans le primaire pendant au moins une durée de diagnostic et à un instant définis par l'unité de calcul et de commande,
    • à déterminer une vitesse d'accroissement de l'intensité du courant dans le primaire pendant au moins une durée de diagnostic,
    • à discriminer les vitesses d'accroissement élevées des vitesses d'accroissement faibles, et
    • à en déduire une information sur la présence et/ou la qualité d'une étincelle à la bougie, après la fin de la durée de charge antérieure.
  • La discrimination des vitesses d'accroissement de l'intensité du courant dans le primaire pendant chaque durée de diagnostic peut être assurée par comparaison avec au moins un seuil correspondant, pour délivrer un signal de présence d'étincelle en cas de dépassement de ce seuil correspondant, mais, dans une variante de mise en oeuvre particulièrement simple, on mesure l'intensité du courant dans le primaire pendant au moins chaque durée de diagnostic, et on discrimine les vitesses d'accroissement en comparant l'intensité maximum mesurée à la fin de la durée de diagnostic correspondante à un seuil d'intensité correspondant, pour délivrer un signal de présence d'étincelle si l'intensité maximum mesurée est supérieure au seuil d'intensité.
  • Avantageusement, le procédé consiste à commander au moins deux durées de diagnostic successives entre deux durées de charge successives, et à en déduire, d'une part, la présence d'une étincelle si au moins un signal de présence est délivré dans un premier intervalle de temps prédéterminé, suivant la fin de la durée de charge antérieure, et se terminant au plus tôt en même temps que la première durée de diagnostic, et, d'autre part, une durée minimale d'une étincelle de qualité suffisante en fonction du nombre de signaux de présence délivrés.
  • En outre, le procédé peut consister de plus à déduire que l'étincelle est trop courte si un second signal de présence n'est pas délivré dans un second intervalle de temps prédéterminé, supérieur au premier intervalle de temps, suivant également la fin de la durée de charge antérieure, et se terminant au plus tôt en même temps que la seconde durée du diagnostic.
  • Dans un exemple préféré de réalisation, le procédé consiste à commander également une troisième durée de diagnostic entre deux durées de charge successives, et à en déduire que la bougie est en court-circuit si un troisième signal de présence est délivré avant la fin d'un troisième intervalle de temps prédéterminé, suivant également la fin de la durée de charge antérieure, supérieur au premier et, le cas échéant, au second intervalle de temps prédéterminé, et se terminant au plus tôt en même temps que la troisième durée de diagnostic.
  • Afin de surveiller l'usure de la bougie et du circuit secondaire qui la comporte en série avec le secondaire, le procédé peut consister de plus à mesurer l'intensité maximum du courant dans le primaire pendant au moins une durée de diagnostic de même rang après des durées de charge successives, à comparer les mesures entre elles et/ou à au moins un seuil d'intensité maximum, et à en déduire au moins un signal témoignant de la dégradation du circuit secondaire.
  • L'invention a également pour objet un dispositif d'allumage électronique, du type précité, comprenant de plus des moyens de mesure du courant dans le primaire, montés en série dans le circuit de charge entre le commutateur et la masse, et relié à des moyens de détection, eux-mêmes reliés à l'unité de calcul et de commande, comme connu par EP 559 540, et qui se caractérise en ce que :
    • l'unité de calcul et de commande comprend des moyens générateurs d'un signal de commande du commutateur pour le passage du courant dans le primaire pendant au moins une durée de diagnostic et à au moins un instant définis par ladite unité, entre deux durées de charge successives du primaire, et
    • les moyens de détection comprennent des moyens discriminant les vitesses d'accroissement de l'intensité du courant dans le primaire et délivrant un signal à ladite unité de calcul et de commande lorsque l'intensité mesurée du courant dans le primaire est supérieure à un seuil, au moins pendant les durées de diagnostic.
  • Selon un mode de réalisation simple et économique, le commutateur est commandé, depuis une sortie de commande de l'unité de calcul et de commande, par l'intermédiaire d'un amplificateur d'interface, les moyens de mesure du courant dans le primaire comprennent un shunt en série avec le commutateur, entre ce dernier et la masse, et les moyens de détection comprennent au moins un premier et un second comparateur, recevant chacun le signal du shunt sur une entrée et le comparant respectivement à un premier et à un second seuil d'intensité, reçu sur une autre entrée du comparateur correspondant, la sortie de chaque comparateur étant reliée à une entrée de diagnostic de l'unité de calcul et de commande, le second seuil d'intensité étant supérieur au premier, mais inférieur au courant nécessaire pour créer une tension d'allumage par coupure du primaire, pour le calcul par ladite unité des durées de charge du primaire.
  • Avantageusement, pour permettre la surveillance du circuit secondaire, l'unité de calcul et de commande comprend une seconde entrée de diagnostic, reliée au shunt, et transmettant la mesure de l'intensité du courant à un convertisseur analogique/numérique, lui-même relié à des moyens de mémorisation et comparaison des valeurs maximum d'intensité, mesurées pendant les durées de diagnostic, entre elles et/ou à un seuil d'intensité maximum, et des moyens délivrant un signal de dégradation du circuit secondaire.
  • Selon une réalisation économique, le dispositif d'allumage comprend des moyens de mesure du courant dans le primaire, des moyens de détection, une unité de calcul et de commande, et, éventuellement, un amplificateur d'interface, qui sont communs à tous les cylindres du moteur.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention découleront de la description donnée ci-dessous, à titre non limitatif, d'un exemple de réalisation décrit en référence aux dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 est un schéma fonctionnel de principe d'un dispositif selon un mode particulier de réalisation de l'invention ;
    • la figure 2 montre les courbes représentatives de la variation, en fonction du temps t, du signal de commande délivré au commutateur, du courant Ip dans le primaire de la bobine, du courant Is dans le secondaire de la bobine, et du signal de diagnostic transmis à l'unité de calcul et de commande ;
    • la figure 3 montre une constitution possible du dispositif de la figure 1 ;
    • les figures 4 et 5 montrent les variations en fonction du temps des courants Ip et Is selon des courbes plus représentatives et à plus grande échelle que celles de la figure 2 ;
    • la figure 6 représente, à plus grande échelle, quatre courbes représentatives du courant de mesure pendant une durée de diagnostic pour quatre valeurs différentes de la résistance du circuit secondaire, et
    • la figure 7 représente les quatre courbes correspondantes d'évolution du courant Is.
  • Le dispositif, dont la constitution de principe est représentée sur la figure 1, est destiné à l'allumage d'une chambre de combustion de moteur à combustion interne, équipée d'au moins une bougie 10, placée en série avec le secondaire 12 d'une bobine d'allumage 11. Le primaire 13 de la bobine 11 est relié à une source d'alimentation (batterie du véhicule en général), de tension Vbat. Du côté opposé respectivement à la source Vbat et à la bougie 10, le primaire 13 et le secondaire 12 ont une borne commune reliée au collecteur d'un transistor bipolaire 14 de type NPN, dont l'émetteur est relié à la masse par l'intermédiaire d'une résistance de shunt 15. Le shunt 15 est ainsi en série dans le circuit de charge du primaire 13 à partir de la source Vbat, entre la masse et le transistor d'allumage 14, servant d'interrupteur ou de commutateur de coupure, pouvant basculer de l'état bloqué à l'état saturé et inversement, pour commander le courant primaire Ip, qui parcourt le primaire 13 lorsque le transistor 14 est conducteur à l'état saturé.
  • Ce commutateur 14 est commandé à la fermeture et à l'ouverture à partir d'une unité de calcul et de commande 16, par l'intermédiaire d'un amplificateur 17 servant d'interface entre la base du transistor 14 et l'unité 16, qui est un calculateur de contrôle moteur, du type microcontrôleur, comportant au moins un microprocesseur, et ayant au moins une sortie S donnant l'information de commande à l'amplificateur 17.
  • Le shunt 15 sert à mesurer le courant primaire Ip, et fournit à ses bornes une tension représentative de ce courant. Cette information issue du shunt 15, et relative à l'intensité du courant primaire Ip, est traitée, sous forme analogique ou sous forme logique ou numérique, par un détecteur à seuil 18 relié à au moins une entrée E du calculateur 16, permettant de recevoir une information de diagnostic sur la présence et la qualité d'une étincelle produite entre les deux électrodes de la bougie 10 et générée par le secondaire 12 de la bobine d'allumage 11 par la coupure de la charge du primaire 13.
  • La figure 1 représente le dispositif pour une seule bougie 10 dans un seul cylindre, afin de ne pas surcharger la figure, mais les moyens de mesure du courant primaire constitués par le shunt 15, l'unité de calcul et de commande 16, l'amplificatur d'interface 17 et les moyens de détection constitués du détecteur à seuil 18 sont communs à toutes les bougies 10 de tous les cylindres, auxquelles ils sont reliés par des diodes de sélection (non représentées) de manière connue, et sont donc prévus chacun en unique exemplaire dans le circuit.
  • Le fonctionnement du dispositif selon le procédé de l'invention est décrit ci-dessous en référence aux quatre courbes (a) à (d) de la figure 2 pour une seule bougie 10. La courbe (a) représente un chronogramme du signal de commande du commutateur 14 appliqué à la sortie S de l'unité 16. Les courbes (b) et (c) représentent respectivement l'intensité du courant primaire Ip et du courant secondaire Is en fonction du temps, et la courbe (d) représente le signal appliqué par le détecteur 18 sur l'entrée E de l'unité 16. Sur sa sortie S, l'unité 16 applique cycliquement un signal de sortie de l'instant t0 de fermeture du commutateur 14 jusqu'à l'instant tl de coupure. Pendant la durée de charge du primaire 13, entre ces instants t0 et t1, le courant primaire Ip croît progressivement comme représenté sur la courbe (b). En environ 1 µs après l'instant de coupure t1, Ip s'annule à partir de sa valeur maximum de l'ordre de 6 A, suffisante pour que sa coupure donne la tension d'amorçage requise aux bornes de la bougie 10, et le courant secondaire Is prend très rapidement sa valeur maximum de l'ordre de 60 mA, comme montré sur la courbe (c). A partir de cette valeur maximum, Is diminue progressivement, alors que Ip est nul.
  • Entre t1 et le début de la durée de charge (t1-t0) suivante, l'unité 16 applique sur sa sortie S une commande de fermeture du commutateur 14 pendant trois durées de diagnostic successives, de préférence de même valeur, et espacées dans le temps, t3-t2, t5-t4 et t7-t6. Le courant primaire Ip croît progressivement à partir du début t2, t4 ou t6 de chaque durée de diagnostic pour s'annuler rapidement à la coupure en t3, t5 ou t7 à la fin de chaque durée de diagnostic, comme montré sur la courbe (b). Au cours de l'étincelle, pendant laquelle le courant secondaire Is diminue progressivement comme montré sur la courbe (c), jusqu'à s'annuler en t8, de sorte que la durée de l'étincelle T = t8-t1 soit de l'ordre de 1,5 ms, dans des conditions normales d'allumage, il correspond à chaque impulsion d'un signe choisi positif de courant primaire Ip une impulsion d'un signe choisi négatif de courant secondaire Is, qui n'est pratiquement plus sensible en dehors de la durée d'étincelle T. Pendant cette durée d'étincelle T, au cours de laquelle l'étincelle est normalement présente, après l'instant t1 (à la fin de la durée de charge t1-t0, d'environ 3 ms, au cours de laquelle le courant de charge circule dans le primaire 13), l'impédance Z de la bougie 10 est faible (de l'ordre de 20 à 100 kΩ). Après l'étincelle (après t8), l'impédance Z est élevée (supérieure à 1 MΩ).
  • En théorie, et pendant une étincelle normale, la vitesse τ d'accroissement du courant primaire Ip, est exprimée par la formule (1) suivante : (1)   τ = Imax x Z η ² x L F
    Figure imgb0001
    où, Imax est le courant maximum de saturation du primaire 13 (de l'ordre de 24 A, pour une tension usuelle de batterie de 13 V),
    Z est l'impédance de la bougie 10 (de l'ordre de 20 kΩ),
    η est le rapport de transformation entre le secondaire 12 et le primaire 13 (de l'ordre de 100),
    LF est la self de fuite de l'ensemble primaire 13 et secondaire 12 (de l'ordre de 1 mH).
  • Par contre, en l'absence d'étincelle, cette vitesse d'accroissement du courant primaire Ip, qui correspond à la pente de la courbe de Ip en fonction du temps t, est donnée par la formule (2) : (2)   τ' = Vbat Lp
    Figure imgb0002
    où, Vbat est la tension de la batterie (de l'ordre de 13 V), et Lp est la self inductance (de l'ordre de 6 mH).
  • Au cours des durées de diagnostic t3-t2, t5-t4 et t7-t6, et pendant une étincelle normale, la vitesse d'accroissement de Ip est de l'ordre de 50 A/ms, alors qu'en l'absence d'étincelle, cette vitesse d'accroissement τ' est de l'ordre de 2 A/ms.
  • Cette vitesse d'accroissement de Ip correspond aux gradients de vitesse au cours des durées de diagnostic, qui sont calibrées à une valeur constante de l'ordre de 20 µs par exemple. Cette vitesse d'accroissement de Ip peut donc être exprimée par le rapport de l'intensité maximum de ce courant à la fin t3, t5 ou t7 de chaque durée de diagnostic sur ladite durée de diagnostic, ou plus simplement encore, par les valeurs de l'intensité maximum.
  • Les gradients forts (50 A/ms) sont discriminés des gradients faibles (2 A/ms) par le détecteur 18, comprenant par exemple un comparateur à seuil. Le seuil Io peut être calibré à une valeur constante et unique pour toutes les durées de diagnostic, et être fixé par exemple à 1 A. Chaque fois et aussi longtemps que Ip est supérieur à Io, le détecteur 18 applique à l'entrée E de l'unité 16 un signal non nul, tel que représenté en (d) sur la figure 2. Le signal transmis pendant t1-t'0 correspond à un courant primaire Ip > Io=1 A, pendant la durée de charge (t1-t0).
  • Les signaux transmis pendant t3-t'2 et t5-t'4 correspondent à un courant primaire Ip > Io, pendant les durées de diagnostic t3-t2 et t5-t4, qui se sont déroulées avant la fin de l'étincelle en t8. Par contre, aucun signal n'est donné sur l'entrée E pendant la durée de diagnostic t7-t6 postérieure à t8, car Ip est resté inférieur au seuil Io de 1 A pendant cette durée.
  • Les signaux reçus par l'entrée E de l'unité 16 au cours des durées de diagnostic telles que t3-t2 et t5-t4 sont donc des signaux de présence d'étincelle.
  • Le programme de diagnostic spécifique mis en oeuvre par le microprocesseur de l'unité 16 permet, à partir des signaux de présence d'étincelle délivrés par le détecteur 18, de déterminer que l'étincelle a été de qualité suffisante pendant un intervalle de temps au moins égal à t5-t1, dans cet exemple, donc T ≧ t5-t1, et que l'étincelle s'est très vraisemblablement éteinte avant t7, donc T < t7-t1.
  • D'une manière générale, si, pendant un intervalle de temps prédéterminé T1, commençant en tl et se terminant au plus tôt en t3, mais pas après t4, l'unité 16 ne reçoit pas de signal de présence d'étincelle du détecteur 18, elle délivre un diagnostic de défaut d'étincelle, signifiant que le circuit de la bougie 10 est vraisemblablement ouvert.
  • Si l'unité 16 reçoit un premier signal de présence pendant T1 (par exemple t3-t'2), mais pas de second signal de présence pendant un intervalle de temps prédéterminé T2, commençant également en t1 et se terminant au plus tôt en t5 (mais pas après t6), l'unité 16 considère qu'il y a bien eu une étincelle, mais que celle-ci n'a pas été d'une qualité convenable pendant une durée suffisante. L'unité 16 délivre alors un diagnostic d'étincelle trop courte.
  • Si l'unité 16 reçoit successivement deux signaux de présence d'étincelle pendant T2, dont le premier pendant T1, mais pas de troisième signal de présence pendant un troisième intervalle de temps prédéterminé T3, commençant en t1 et se terminant au plus tôt en t7, mais pas avant le début (t0) de la durée de charge suivante, l'unité 16 délivre un diagnostic d'étincelle de qualité convenable pendant une durée suffisante.
  • Enfin, si l'unité 16 reçoit successivement trois signaux de présence d'étincelle pendant T3, elle délivre un diagnostic d'étincelle trop longue, signifiant que la bougie 10 est vraisemblablement en court-circuit.
  • Pour une détection plus fine d'un éventuel court-circuit, le détecteur 18 peut, pendant la troisième durée de diagnostic t7-t6, comparer le courant mesuré Ip à un seuil de court-circuit particulier, par exemple inférieur à 1 A.
  • De manière générale, le détecteur 18 peut comparer l'intensité du courant mesuré, au cours de chaque durée de diagnostic, à un seuil propre à chacune des durées de diagnostic, surtout si ces dernières ne sont pas d'une même valeur.
  • L'unité 16 peut ainsi diagnostiquer la présence ou l'absence d'étincelle de qualité convenable, et la durée d'une telle étincelle comprise, par exemple, entre 0,4 ms et 2 ms.
  • La mesure de la durée d'étincelle peut être prise en compte par l'unité 16 pour ajuster la valeur I2 du courant primaire Ip pour laquelle est effectuée la coupure, afin de garantir par exemple une durée d'étincelle suffisante pour éviter les imbrûlés, une telle durée pendant moins de 0,4 ms indiquant une probabilité élevée de circuit ouvert, tandis qu'une durée d'étincelle supérieure à 2 ms indiquant une probabilité élevée de court-circuit, ces deux valeurs délimitant une plage de durée d'étincelle que l'expérience a révélé comme normale.
  • Sur la figure 3, les éléments du dispositif analogues à ceux de la figure 1 ont été indiqués par les mêmes références. L'amplificateur 17 comprend deux transistors bipolaires, dont un 19 de type NPN relié par sa base à la sortie S de l'unité 16 par l'intermédiaire d'une résistance 21, tandis que son émetteur est à la masse et son collecteur relié par une résistance 22 à la base de l'autre transistor 20, de type PNP, dont l'émetteur est mis à la tension de la source Vbat, et le collecteur relié par une résistance 23 à la base du transistor d'allumage 14, qui comporte, sur son collecteur relié au primaire 13, une diode Zener intégrée (et non représentée) de manière connue.
  • Le détecteur 18 comprend un filtre RC d'entrée 24-25, filtrant les mesures de courant primaire aux bornes du shunt 15, et les transmettant à une entrée négative d'un premier comparateur à seuil 26, recevant sur une entrée positive un seuil de tension correspondant au seuil d'intensité Io de détection d'étincelle, et défini, à partir d'une source de tension logique Vcc (de + 5 V par exemple) par l'intermédiaire d'un pont à résistances 27, 28 et 29.
  • La sortie du comparateur 26 est reliée en parallèle à la source de tension + Vcc au travers de la résistance 30 et à l'entrée d'un inverseur 31. La sortie du filtre RC 24-25 est également reliée en parallèle à l'entrée positive d'un second comparateur à seuil 32 recevant sur son entrée négative un autre seuil de tension défini par le pont de résistances 27, 28 et 29 à partir de la source de tension + Vcc. Comme pour le comparateur 26, la sortie du comparateur 32 est reliée en parallèle à la source + Vcc au travers de la résistance 30 et à l'entrée de l'inverseur 31, en étant isolée de la masse par la capacité 33. L'ensemble des deux comparateurs 26 et 32 constitue un circuit OU, qui attaque l'entrée E de diagnostic de l'unité 16 par l'intermédiaire de l'inverseur 40.
  • Le comparateur 26 compare les mesures de courant au seuil Io, de 1 A par exemple, pour la délivrance des signaux de présence d'étincelle comme décrit ci-dessus. Le comparateur 32 compare les mesures d'intensité du courant primaire Ip à un second seuil d'intensité I1, supérieur à celui Io du comparateur 26, et par exemple égal à 4,5 A, pour fournir un signal lorsque le courant de charge Ip dans le primaire 13 dépasse ce second seuil I1, lorsque le courant Ip à couper pour obtenir une étincelle de qualité satisfaisante est I2, par exemple de 6 A, comme indiqué sur la courbe (b) de la figure 2. A partir de la durée (t'1-t0) entre le début t0 de la charge du primaire 13, fixé par l'unité 16, et l'instant t'1 de dépassement de I1, l'unité 16 peut déterminer le temps t1-t'1 nécessaire pour arriver au courant I2 et, pour l'allumage suivant, déterminer t0 de façon appropriée. L'instant du début de la charge peut ainsi être ajusté de façon optimale par l'unité 16 sans sortie supplémentaire du détecteur 18 vers l'unité de commande 16.
  • Dans le dispositif de la figure 3, comme dans celui de la figure 1, il est très important de noter que le shunt 15, l'unité de calcul et de commande 16 et le détecteur à seuils 18 sont communs à tous les cylindres et à toutes les bougies, et sont donc chacun monté en unique exemplaire dans le circuit, ainsi plus compact et économique.
  • Pour une bougie, les courbes des courants Ip et Is mesurés sur un tel dispositif sont représentées respectivement sur les figures 4 et 5, avec un décalage de l'origine des temps pour Is par rapport à Ip. Après une durée de charge du primaire d'environ 3 ms, pour laquelle Ip croît de 0 à pratiquement 6 V, on constate deux pointes de signe choisi positif de courant primaire Ip mesurées pendant les deux premières durées de diagnostic de 20 µs commençant respectivement à environ 3,2 ms et 4 ms. A ces pointes de courant Ip, correspondent des pointes de signe choisi négatif du courant secondaire Is, qui s'annule vers 5 ms, indiquant une durée d'étincelle légèrement inférieure à 2 ms.
  • Les signaux de mesure du courant primaire Ip aux bornes du shunt 15 sont également transmis de la sortie du filtre RC 24-25 en parallèle directement sur une seconde entrée E' du calculateur 16 et appliqués à un convertisseur analogique/numérique 34, lui-même relié à des moyens de comptage, mémoires, registres et comparateurs numériques 35 du calculateur 16. Le courant primaire Ip, mesuré pendant les durées de diagnostic, est utilisé comme signal analogique de diagnostic transmis à l'entrée analogique E' du microprocesseur du calculateur 16. Grâce au convertisseur 34 et aux mémoires et comparateurs numériques 35, on assure la comparaison des intensités maximum du courant primaire Ipmax, telles que mesurées pendant des durées de diagnostic, de même rang (par exemple toujours pendant la première durée de diagnostic) entre des durées de charge qui se succèdent, et ces valeurs Ipmax sont comparées les unes aux autres ainsi qu'à un seuil maximum Imax d'intensité de courant primaire, adapté en fonction de l'ordre de la durée de diagnostic considérée dans la suite de ces durées de diagnostic entre deux durées de charge consécutives, afin de détecter la diminution des valeurs Ipmax, en fonction de la durée de fonctionnement de l'installation, ce qui traduit l'usure de la bougie 10 et, plus généralement, la dégradation du circuit secondaire, comprenant cette bougie 10, le secondaire 12 ainsi qu'une résistance d'antiparasitage, en série avec la bougie 10 et/ou intégrée dans cette dernière. En effet, la dégradation de ce circuit secondaire se traduit par une augmentation progressive de la résistance équivalente de ce circuit, d'où une diminution corrélative des signaux d'intensité maximum Ipmax, comme cela est représenté sur la figure 6.
  • Cette figure 6 représente quatre courbes de Ip mesurées au cours de la première durée de diagnostic t3-t2, la courbe 36 correspondant à une bougie 10 à l'état neuf, tandis que les courbes 37, 38 et 39 correspondent à l'utilisation de la même bougie 10 après des durées d'utilisation progressivement croissantes. On constate que l'intensité maximum du courant primaire Ipmax diminue progressivement lorsque la durée d'utilisation de la bougie 10 augmente, de la courbe 36 à la courbe 39. La surveillance de Ipmax donne donc une image de la dégradation du circuit secondaire, et par comparaison avec un seuil d'intensité maximum Imax, par exemple de 1 A, on peut considérer que les courbes 36 et 37 correspondent à une bougie 10 dans un état acceptable, car Ipmax est supérieur au seuil Imax, alors que les courbes 38 et 39 correspondent à une bougie 10, ou, plus généralement, à un circuit secondaire trop dégradé, nécessitant par exemple le changement de la bougie.
  • Sur la figure 7, on a représenté les quatre courbes du courant secondaire Is 40, 41, 42 et 43, obtenues au cours des étincelles pendant lesquelles on a respectivement mesuré, pendant la première durée de diagnostic, les courbes 36 à 39 de Ip qui correspondent aux pointes de signe négatif de courant Is visibles et superposées pour les quatre courbes 40 à 43 de la figure 7. On constate que les courbes 42 et 43, correspondant à des étincelles obtenues avec une bougie 10 dans un état dégradé, reflété par les courbes 38 et 39 de la figure 6, correspondent à des étincelles de trop courte durée, alors que la durée des étincelles des courbes 40 et 41, obtenues avec une bougie 10 en bon état, tel que reflété par les courbes 36 et 37 de la figure 6, est suffisante pour obtenir une étincelle de qualité convenable pendant une durée suffisante.
  • Il est à noter que le procédé de diagnostic décrit ci-dessus peut être mis en oeuvre par un dispositif (voir figures 1 et 3), qui est à la fois structurellement peu modifié par rapport à celui décrit dans EP 0 559 540, et de réalisation bien plus économique que ce dernier, puisqu'il ne nécessite pas de composants à haute tension.

Claims (12)

  1. Procédé d'allumage électronique, pour moteur à combustion interne à allumage commandé, dans chaque cylindre du moteur, par au moins une bougie (10) en série avec un secondaire (12) d'une bobine d'allumage (11) dont le primaire (13) est alimenté en courant électrique à partir d'une source (Vbat) par un commutateur (14) placé dans un circuit de charge du primaire (13), et lui-même commandé par une unité (16) de calcul et de commande, comprenant l'étape consistant à commander cycliquement la charge du primaire (13) pendant des durées de charge (t1-t0) définies et à des instants (t0) définis par l'unité (16) de calcul et de commande, de sorte que la coupure de la charge à la fin (t1) de chaque durée de charge (t1-t0) est destinée à provoquer une étincelle à la bougie (10), caractérisé en ce qu'il comprend de plus les étapes consistant :
    - entre deux durées de charge (t1-t0) successives, à commander le passage d'un courant de mesure dans le primaire (13) pendant au moins une durée de diagnostic (t3-t2) et à au moins un instant (t2) définis par l'unité (16) de calcul et de commande,
    - à déterminer une vitesse d'accroissement de l'intensité (Ip) du courant dans le primaire (13) pendant au moins une durée de diagnostic,
    - à discriminer les vitesses d'accroissement élevées des vitesses d'accroissement faibles, et
    - à en déduire une information sur la présence et/ou la qualité d'une étincelle à la bougie (10) après la fin de la durée de charge (t1-t0) antérieure.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à discriminer les vitesses d'accroissement de l'intensité (Ip) du courant dans le primaire (13) pendant chaque durée de diagnostic (t3-t2) par comparaison avec au moins un seuil correspondant, et à délivrer un signal de présence d'étincelle en cas de dépassement du seuil correspondant.
  3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend de plus l'étape consistant à mesurer l'intensité (Ip) du courant dans le primaire (13) pendant au moins chaque durée de diagnostic (t3-t2), et à discriminer les vitesses d'accroissement en comparant l'intensité maximum mesurée pendant la durée de diagnostic correspondante à un seuil d'intensité (Io) correspondant, pour délivrer un signal de présence d'étincelle si l'intensité maximum mesurée est supérieure au seuil d'intensité (Io).
  4. Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il consiste de plus à commander au moins deux durées de diagnostic successives (t3-t2, t5-t4) entre deux durées de charge (t1-t0) successives, et à en déduire, d'une part, la présence d'une étincelle si au moins un signal de présence (t3-t'2) est délivré dans un premier intervalle de temps (T1) prédéterminé, suivant la fin (t1) de la durée de charge antérieure, et se terminant au plus tôt en même temps (t3) que la première durée de diagnostic (t3-t2), et, d'autre part, une durée minimale d'une étincelle de qualité suffisante en fonction du nombre de signaux de présence délivrés.
  5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste de plus à déduire que l'étincelle est trop courte si un second signal de présence (t5-t'4) n'est pas délivré dans un second intervalle de temps prédéterminé (T2), supérieur au premier intervalle de temps (T1), suivant également la fin (t1) de la durée de charge antérieure, et se terminant au plus tôt en même temps (t5) que la seconde durée du diagnostic (t5-t4).
  6. Procédé selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il consiste à commander également une troisième durée de diagnostic (t7-t6) entre deux durées de charge (t1-t0) successives, et à en déduire que la bougie (10) est en court-circuit si un troisième signal de présence est délivré avant la fin d'un troisième intervalle de temps (T3) prédéterminé, suivant également la fin (t1) de la durée de charge antérieure, supérieur au premier (T1) et, le cas échéant, au second intervalle de temps (T2) prédéterminé, et se terminant au plus tôt en même temps (t7) que la troisième durée de diagnostic (t7-t6).
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste de plus à mesurer l'intensité maximum du courant (Ip) dans le primaire (13) pendant au moins une durée de diagnostic (t3-t2) de même rang après des durées de charge (t1-t0) successives, à comparer les mesures entre elles et/ou à au moins un seuil d'intensité maximum (Imax), et à en déduire au moins un signal témoignant de la dégradation du circuit secondaire comportant la bougie (10) et le secondaire (12) de la bobine (11).
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il consiste à calibrer les durées de diagnostic (t3-t2, t5-t4, t7-t6) sur une valeur constante et les seuils (Io) correspondants d'intensité de courant (Ip) sur une valeur également constante.
  9. Dispositif d'allumage électronique, pour moteur à combustion interne à allumage commandé, dans chaque cylindre du moteur, par au moins une bougie (10) en série avec un secondaire (12) d'une bobine d'allumage (11), dont le primaire (13) est alimenté en courant électrique à partir d'une source (Vbat) par un commutateur (14) placé dans un circuit de charge du primaire (13), et lui-même commandé par une unité de calcul et de commande (16), des moyens (15) de mesure du courant (Ip) dans le primaire (13) étant montés en série dans le circuit de charge, entre le commutateur (14) et la masse, et reliés à des moyens de détection (18), eux-mêmes reliés à l'unité de calcul et de commande (16), caractérisé en ce que :
    - l'unité de calcul et de commande (16) comprend des moyens générateurs d'un signal de commande du commutateur (14) pour le passage du courant (Ip) dans le primaire (13) pendant au moins une durée de diagnostic (t3-t2) et à au moins un instant (t2), définis par ladite unité (16), entre deux durées de charge (t1-t0) successives du primaire (13), et
    - les moyens de détection (18) comprennent des moyens (26) discriminant les vitesses d'accroissement de l'intensité du courant (Ip) dans le primaire (13) et délivrant un signal à ladite unité de calcul et de commande (16) lorsque l'intensité mesurée du courant (Ip) dans le primaire (13) est supérieure à un seuil (Io), au moins pendant les durées de diagnostic.
  10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le commutateur (14) est commandé, depuis une sortie de commande (S) de l'unité (16) de calcul et de commande, par l'intermédiaire d'un amplificateur d'interface (17), les moyens de mesure du courant (Ip) dans le primaire (13) comprennent un shunt (15) en série avec le commutateur (14), entre ce dernier et la masse, et les moyens de détection (18) comprennent au moins un premier (26) et un second comparateur (32), recevant chacun le signal du shunt (15) sur une entrée et le comparant respectivement à un premier (Io) et à un second seuil d'intensité (I1), reçu sur une autre entrée du comparateur (26, 32) correspondant, la sortie de chaque comparateur étant reliée à une entrée (E) de diagnostic de l'unité (16) de calcul et de commande, le second seuil d'intensité (I1) étant supérieur au premier (Io), mais inférieur au courant (I2) nécessaire pour créer une tension d'allumage par coupure du primaire (13), pour le calcul par ladite unité (16) des durées de charge (t1-t0) du primaire (13).
  11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'unité de calcul et de commande (16) comprend une seconde entrée de diagnostic (t1), reliée au shunt (15), et transmettant la mesure de l'intensité du courant (Ip) à un convertisseur analogique/numérique (34), lui-même relié à des moyens (35) de mémorisation et de comparaison des valeurs maximum d'intensité (Ip), mesurées pendant les durées de diagnostic (t3-t2, t5-t4, t7-t6), entre elles et/ou à un seuil d'intensité maximum (Imax), et des moyens délivrant un signal de dégradation du circuit secondaire comportant la bougie (10) et le secondaire (12) en cas d'intensité (Ip) maximum mesurée inférieure audit seuil (Imax).
  12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que lesdits moyens (15) de mesure du courant (Ip) dans le primaire (13), ladite unité de calcul et de commande (16), lesdits moyens de détection (18) et, éventuellement, ledit amplificateur d'interface (17), sont communs à toutes les bougies (10) de tous les cylindres.
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