EP2250366B1 - Optimisation de la frequence d'excitation d'une bougie radiofrequence - Google Patents

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EP2250366B1
EP2250366B1 EP09720587.6A EP09720587A EP2250366B1 EP 2250366 B1 EP2250366 B1 EP 2250366B1 EP 09720587 A EP09720587 A EP 09720587A EP 2250366 B1 EP2250366 B1 EP 2250366B1
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EP
European Patent Office
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frequency
resonator
spark
value
power supply
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EP09720587.6A
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German (de)
English (en)
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EP2250366A1 (fr
Inventor
Maxime Makarov
Frederic Auzas
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Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
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Publication date
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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
    • F02P9/00—Electric spark ignition control, not otherwise provided for
    • F02P9/002—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression
    • F02P9/007—Control of spark intensity, intensifying, lengthening, suppression by supplementary electrical discharge in the pre-ionised electrode interspace of the sparking plug, e.g. plasma jet ignition
    • 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
    • F02P23/00—Other ignition
    • F02P23/04—Other physical ignition means, e.g. using laser rays

Definitions

  • the present invention generally relates to radiofrequency plasma spark plugs, intended to equip the combustion chambers of an internal combustion engine, for application to automotive ignition.
  • the invention relates more particularly to the operation of the radiofrequency high-voltage power supply of such a spark plug, based on the resonance phenomenon in an RLC circuit, the resonance frequency of which is determined by intrinsic parameter values of the spark plug.
  • the figure 1 illustrates a plasma generating device according to the invention.
  • This device is provided with a plasma generation resonator 30, representing a first subsystem of the radiofrequency plug, and comprising in series a resistor R 0 , an inductance L 0 and a capacitance C 0 , the values of which are fixed during the embodiment by the geometry and the nature of the materials used, so that the resonator has a resonance frequency greater than 1 MHz.
  • the device is also provided with a radiofrequency power supply module 20, applying an excitation signal U in the form of a voltage at a reference frequency Fc on an output interface to which the plasma generation resonator 30 is connected.
  • a control module 10 supplies the reference frequency Fc to the supply module 20.
  • the excitation of a radiofrequency candle is not stationary, as shown in FIG. figure 2 .
  • the module of command sends a plasma generation command (ignition command) to the power supply module, adapted to trigger the excitation of the resonator.
  • the excitation frequency is then close to the resonance frequency of the resonator.
  • the voltage at the output of the resonator becomes high enough for a spark to form.
  • the formation of the spark at the output of the resonator, occurring substantially at time t_d of the plasma generation control, represents a second subsystem 40 of the radiofrequency candle, the parameters of which modify the resonance conditions of the system as a whole.
  • a spark in a gas like any electric conductor, is characterized by a capacitance C d , modeled on the figure 1 at the output of the radiofrequency resonator 30.
  • R 0 , L 0 and C 0 specific to the resonator, which determine the resonant frequency of the system, this is no longer the case during the formation of a spark, the specific characteristics of the latter indeed changing this resonant frequency.
  • the resonance frequency which is specific to the sparkless resonator with a quality coefficient greater than 100
  • the resonant frequency of the system decreases by several tens of kHz taking into account the additional capacity linked to the presence of the spark at the exit of the resonator, which is sufficient to cause a drop in the quality coefficient of the order of 25% and therefore a significant decrease in the efficiency of the radiofrequency candle.
  • this application to automotive ignition requires the use of resonators with a high quality factor, whose excitation frequency is always close to the resonance frequency of the entire system.
  • the reception of this request is made during a phase of optimizing the excitation frequency of the resonator during which the radiofrequency power supply is configured to apply on its output interface a voltage at a set frequency, which is unfit. to allow the generation of plasma of the resonator.
  • the radiofrequency power supply is configured to apply on its output interface a voltage at a set frequency, which is unfit. to allow the generation of plasma of the resonator.
  • such a system allows to perfectly preset the power supply to the resonance frequency specific to the spark-free spark plug, but on the other hand, does not allow to take into account the triggering of the spark, which, as we saw , modifies the resonance conditions to the detriment of the efficiency of the candle.
  • This solution therefore involves modifying the voltage at the output of the resonator. Indeed, when receiving a request for determining an optimum excitation frequency, the power supply module applies on the output interface a voltage that does not allow the resonator to generate a plasma. Then, once this optimal frequency is determined, the power module applies on its output interface a voltage at this optimum frequency, during an operating phase of the plasma generating device, during which a plasma must be generated. Also, this embodiment requires the implantation of a probe HT at the output of the resonator, which poses a serious technical problem in the case of a car candle.
  • the invention aims to solve one or more of these disadvantages.
  • the invention thus proposes a radiofrequency plasma generation device, comprising a power supply module applying on an output interface an excitation signal at a reference frequency, adapted to allow the formation of a spark at the output of a resonator.
  • plasma generator connected to the output interface of the power supply module, and a control module supplying the reference frequency to the power supply module during a radio frequency plasma generation control, said device being characterized in that that the control module comprises means for determining an optimum excitation frequency, suitable for adapting the reference frequency to the resonance conditions of the device after formation of the spark.
  • the resonance frequency of the sparkless resonator is greater than 1 MHz and the difference between said fixed value and the resonance frequency of the sparkless resonator is in a range between 0 and 100 kHz.
  • the determination means are adapted to set the reference frequency to a value lower than the resonance frequency of the sparkless resonator.
  • the determination means are adapted to modulate the reference frequency during the duration of the plasma generation control.
  • the determination means are adapted to successively set the reference frequency to a first value of the order of magnitude of the resonance frequency of the sparkless resonator, at the moment of the triggering of the plasma generation control and to a second value decreased by a predetermined frequency step with respect to said first value, substantially at the moment of spark formation.
  • the determination means are adapted to control a decrease in the reference frequency from a first fixed value, according to a frequency step adjustable in real time, from the moment of the formation of the spark.
  • the first fixed value is of the order of magnitude of the resonance frequency of the sparkless resonator.
  • the device comprises an electrical measurement module of the supply of the resonator connected to the control module, the means of determination determining the value of the frequency step according to received electrical measurements.
  • the electrical measurement module of the resonator supply is adapted to measure the relative amplitude of the current at the input of the resonator.
  • the invention also relates to an ignition system of an internal combustion engine, characterized in that it comprises at least one plasma generating device as just described.
  • the invention proposes to adapt in real time the frequency of the excitation signal supplied by the power supply module to the radiofrequency resonator during a plasma generation control, in order to maintain the maximum quality factor of the resonator, including after the triggering the spark.
  • control module of the plasma generating device integrates means for determining an optimum excitation frequency, adapted to adapt the reference frequency Fc the resonance conditions of the device after formation of the spark.
  • the reference frequency is set to a value lower than the resonance frequency of the sparkless resonator.
  • the radiofrequency supply module of the resonator is set beforehand at a frequency lower than the resonance frequency of the sparkless resonator in order to excite the resonator. Knowing that during the formation of the spark, the natural frequency of the device as a whole typically decreases by several tens of kHz, the control module fixes for example the reference frequency to a value in a range between 0 and 100 kHz below the resonance frequency specific to the spark-free resonator.
  • the device is naturally in optimal operating conditions taking into account the formation of the spark and the quality factor reaches its maximum.
  • another embodiment is not to set once and for all the set frequency before sending the plasma generation command to a value optimized to take into account the resonance conditions after formation of the spark as it has just been seen, but on the contrary, to modulate the reference frequency during the duration of the control of plasma generation.
  • the means for determining the control module are adapted to successively set the reference frequency Fc to a first value of the order of magnitude of the resonance frequency of the spark-free resonator, at the moment t_0 of the triggering of the control of plasma generation, and at a second value decreased by the predetermined frequency step with respect to this first value, substantially at time t_d of the formation of the spark.
  • the reference frequency of a value of 50 kHz is reduced with respect to an initial value corresponding to the value of the resonance frequency of the sparkless resonator, at the instant t_d of the plasma generation control.
  • a variant provides for optimizing in real time the adaptation of the excitation frequency during the plasma generation control, taking into account the random variation of the parameters of the real spark. More precisely, the means for determining the control module are then adapted to control the decrease of the reference frequency at the time of the formation of the spark, according to a frequency step that is not previously fixed, but on the contrary adjustable in real time. depending on the parameters of the actual spark.
  • the device according to the invention comprises, with reference to the figure 3 , a module 50 for electrical measurement of the supply of the resonator, connected to the control module 10.
  • the control module detects an electrical measurement representative of the formation of the spark (via a reception interface not shown) and determines then an optimal excitation frequency according to these electrical measurements, adapted to the current resonance conditions with a spark formed.
  • the electrical measurements make it possible, for example, to determine the adjustable frequency step of which it is necessary to reduce the reference frequency used as the frequency of control for the power supply module to optimize in real time the resonant system as a whole.
  • the electrical measurement module of the resonator supply is for example adapted to measure the relative amplitude of the current at the input of the resonator.
  • the amplitude of the current at the input of the resonator is checked and compared with the amplitude of the preceding alternation. If, at the end of the transient phase t_d where the spark is formed, there is a drop in the current (due to the formation of the spark), then the set frequency supplied to the power supply module of a no frequency determined in real time according to the measured current drop, so that the radio frequency supply of the resonator adapts in real time to the current resonant conditions of the device as a whole.
  • the device according to the invention therefore makes it possible to maintain the maximum quality factor of the radiofrequency candle, whatever the operating regime of its operation.
  • the proposed solution is easy to implement, inexpensive and allows to control the supplies of radio frequency candles in real time and cylinder by cylinder.

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Description

  • La présente invention concerne, de façon générale, les bougies à plasma radiofréquence, destinées à équiper les chambres de combustion d'un moteur à combustion interne, pour une application à un allumage automobile. L'invention concerne plus particulièrement le fonctionnement de l'alimentation haute tension radiofréquence d'une telle bougie, basé sur le phénomène de résonance dans un circuit RLC, dont la fréquence de résonance est déterminée par des valeurs de paramètres intrinsèques de la bougie.
  • Il est connu, par le document US 5,568,801 , l'utilisation de deux alimentations pour l'allumage d'une bougie moteur de type plasma, dont l'alimentation fonctionne à 500 kHz, le circuit comprenant des filtres de type L-C pour la filtration de la haute fréquence afin de protéger le générateur plasma.
  • La figure 1 illustre un dispositif de génération de plasma selon l'invention. Ce dispositif est muni d'un résonateur 30 de génération de plasma, représentant un premier sous-système de la bougie radiofréquence, et comprenant en série une résistance R0, une inductance L0 et une capacité C0, dont les valeurs sont figées lors de la réalisation par la géométrie et la nature des matériaux utilisés, de manière à ce que le résonateur présente une fréquence de résonance supérieure à 1 MHz.
  • Le dispositif est également muni d'un module d'alimentation radiofréquence 20, appliquant un signal d'excitation U sous forme d'une tension à une fréquence de consigne Fc sur une interface de sortie à laquelle est connecté le résonateur 30 de génération de plasma. Un module de commande 10 fournit la fréquence de consigne Fc au module d'alimentation 20.
  • En réalité, l'excitation d'une bougie radiofréquence n'est pas stationnaire, comme illustré à la figure 2. En effet, à l'instant t_0, le module de commande envoie une commande de génération de plasma (commande d'allumage) au module d'alimentation, adaptée à déclencher l'excitation du résonateur. La fréquence d'excitation est alors proche de la fréquence de résonance du résonateur. A la fin d'une période transitoire, à l'instant t_d, la tension à la sortie du résonateur devient suffisamment haute pour qu'une étincelle se forme.
  • Or, la formation de l'étincelle à la sortie du résonateur, se produisant sensiblement au moment t_d de la commande de génération de plasma, représente un deuxième sous-système 40 de la bougie radiofréquence, dont les paramètres viennent modifier les conditions de résonance du système dans son entier. En effet, une étincelle dans un gaz, comme tout conducteur électrique, est caractérisée par une capacité Cd, modélisée à la figure 1 en sortie du résonateur radiofréquence 30. Ainsi, si sans étincelle, ce sont les seuls paramètres R0, L0 et C0, propres au résonateur, qui déterminent la fréquence de résonance du système, ce n'est plus le cas lors de la formation d'une étincelle, les caractéristiques propres à cette dernière venant en effet modifier cette fréquence de résonance.
  • Cette différence entre la fréquence de résonance effective du résonateur avec une étincelle formée et la fréquence d'excitation du résonateur fixée par le module d'alimentation et réglée pour un système sans étincelle, entraîne alors une dégradation du facteur de qualité du résonateur (ou facteur de surtension, définissant le rapport entre l'amplitude de sa tension de sortie et sa tension d'entrée).
  • Ainsi, dans un cas de figure où la fréquence de résonance, propre au résonateur sans étincelle de coefficient de qualité supérieur à 100, est supérieure à 1 MHz, lors de la production de l'étincelle, la fréquence de résonance du système diminue de plusieurs dizaines de kHz compte tenu de la capacité additionnelle liée à la présence de l'étincelle à la sortie du résonateur, ce qui est suffisant pour provoquer une chute du coefficient de qualité de l'ordre de 25% et donc, une baisse significative de l'efficacité de la bougie radiofréquence.
  • Aussi, cette application à l'allumage automobile nécessite l'utilisation de résonateurs présentant un facteur de qualité élevé, dont la fréquence d'excitation reste toujours proche de la fréquence de résonance du système entier. Ainsi, il est important de maintenir un facteur de qualité maximal du résonateur bougie tout au long de son excitation, jusqu'à l'instant t_ext (figure 2), où le module de commande envoie une commande d'arrêt de l'alimentation radiofréquence du résonateur.
  • Il est connu de la demande de brevet FR2895169 , déposée au nom de la demanderesse, des moyens permettant d'optimiser la fréquence d'excitation du résonateur. Ces moyens consistent à intégrer à l'alimentation radiofréquence du résonateur :
    • une interface de réception d'une requête en détermination d'une fréquence d'excitation optimale, c'est-à-dire sensiblement égale à la fréquence de résonance du résonateur,
    • une interface de réception de signaux de mesures de paramètres de fonctionnement d'un moteur à combustion, tels que la température d'huile moteur, le couple moteur, le régime moteur, l'angle d'allumage, etc.
    • une interface de réception de signaux de mesure de paramètres de fonctionnement de l'alimentation radiofréquence, par exemple la tension à la sortie du résonateur, et
    • un module mémoire dans lequel sont stockées des relations entre les signaux de mesure de paramètres de fonctionnement du moteur, les signaux de mesure de paramètres de fonctionnement de l'alimentation radiofréquence et la fréquence optimale d'excitation du résonateur.
  • Une telle réalisation est cependant assez complexe et, en conséquence, onéreuse à mettre en oeuvre.
  • De plus, elle ne permet pas d'optimiser le régime d'alimentation radiofréquence en temps réel, dans la mesure où les mesures de paramètres de fonctionnement d'un moteur à combustion sont lentes et ne fournissent que des informations moyennes sur plusieurs cycles et tous les cylindres.
  • En outre, la réception de cette requête est effectuée durant une phase d'optimisation de la fréquence d'excitation du résonateur au cours de laquelle l'alimentation radiofréquence est configurée pour appliquer sur son interface de sortie une tension à une fréquence de consigne, inapte à permettre la génération de plasma du résonateur. Autrement dit, un tel système permet de prérégler parfaitement l'alimentation à la fréquence de résonance propre à la bougie sans étincelle, mais en revanche, ne permet pas de tenir compte du déclenchement de l'étincelle, qui, comme on l'a vu, modifie les conditions de résonance au détriment de l'efficacité de la bougie.
  • Cette solution implique donc de modifier la tension à la sortie du résonateur. En effet, lors de la réception d'une requête de détermination d'une fréquence d'excitation optimale, le module d'alimentation applique sur l'interface de sortie une tension qui ne permet pas au résonateur de générer un plasma. Puis, une fois cette fréquence optimale déterminée, le module d'alimentation applique sur son interface de sortie une tension à cette fréquence optimale, lors d'une phase de fonctionnement du dispositif de génération de plasma, durant laquelle un plasma doit être généré. Aussi, ce mode de réalisation nécessite l'implantation d'une sonde HT à la sortie du résonateur, ce qui pose un sérieux problème technique dans le cas d'une bougie automobile.
  • L'invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. L'invention propose ainsi dispositif de génération de plasma radiofréquence, comprenant un module d'alimentation appliquant sur une interface de sortie un signal d'excitation à une fréquence de consigne, adapté à permettre la formation d'une étincelle en sortie d'un résonateur de génération de plasma connecté à l'interface de sortie du module d'alimentation, et un module de commande, fournissant la fréquence de consigne au module d'alimentation lors d'une commande de génération de plasma radiofréquence, ledit dispositif étant caractérisé en ce que le module de commande comprend des moyens de détermination d'une fréquence d'excitation optimale, propres à adapter la fréquence de consigne aux conditions de résonance du dispositif après formation de l'étincelle.
  • Selon l'invention, la fréquence de résonance du résonateur sans étincelle est supérieure à 1 MHz et l'écart entre ladite valeur fixée et la fréquence de résonance du résonateur sans étincelle est situé dans une plage comprise entre 0 et 100 kHz.
  • Selon un mode de réalisation, les moyens de détermination sont adaptés à fixer la fréquence de consigne à une valeur inférieure à la fréquence de résonance du résonateur sans étincelle.
  • Selon un autre mode de réalisation, les moyens de détermination sont adaptés à moduler la fréquence de consigne pendant la durée de la commande de génération de plasma.
  • Par exemple, les moyens de détermination sont adaptés à fixer successivement la fréquence de consigne à une première valeur de l'ordre de grandeur de la fréquence de résonance du résonateur sans étincelle, au moment du déclenchement de la commande de génération de plasma et à une seconde valeur diminuée d'un pas de fréquence prédéterminée par rapport à ladite première valeur, sensiblement au moment de la formation de l'étincelle.
  • Selon une variante, les moyens de détermination sont adaptés à commander une diminution de la fréquence de consigne depuis une première valeur fixée, selon un pas de fréquence réglable en temps réel, à partir du moment de la formation de l'étincelle.
  • Avantageusement, la première valeur fixée est de l'ordre de grandeur de la fréquence de résonance du résonateur sans étincelle.
  • Avantageusement, le dispositif comprend un module de mesure électrique de l'alimentation du résonateur connecté au module de commande, les moyens de détermination déterminant la valeur du pas de fréquence en fonction de mesures électriques reçues.
  • De préférence, le module de mesure électrique de l'alimentation du résonateur est adapté à mesure l'amplitude relative du courant à l'entrée du résonateur.
  • L'invention concerne également un système d'allumage d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif de génération de plasma tel qu'il vient d'être décrit.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
    • la figure 1 illustre schématiquement un dispositif de génération de plasma radiofréquence connu ;
    • la figure 2 illustre la réponse en courant du résonateur de génération de plasma en fonction du temps lors d'une commande de génération de plasma ;
    • la figure 3 illustre un mode de réalisation d'un dispositif de génération de plasma selon l'invention.
  • L'invention propose d'adapter en temps réel la fréquence du signal d'excitation fourni par le module d'alimentation au résonateur radiofréquence pendant une commande de génération de plasma, afin de maintenir le facteur de qualité maximal du résonateur, y compris après le déclenchement de l'étincelle.
  • Pour ce faire, le module de commande du dispositif de génération de plasma selon l'invention intègre des moyens de détermination d'une fréquence d'excitation optimale, propres à adapter la fréquence de consigne Fc aux conditions de résonance du dispositif après formation de l'étincelle.
  • Selon un premier mode de réalisation, afin de maintenir le facteur de qualité maximal après le déclenchement de l'étincelle, la fréquence de consigne est fixée à une valeur inférieure à la fréquence de résonance du résonateur sans étincelle. On choisit donc, selon ce mode de réalisation, de régler préalablement le module d'alimentation radiofréquence du résonateur à une fréquence plus faible que la fréquence de résonance du résonateur sans étincelle pour exciter ce dernier. Sachant que lors de la formation de l'étincelle, la fréquence propre du dispositif dans son ensemble diminue typiquement de plusieurs dizaines de kHz, le module de commande fixe par exemple la fréquence de consigne à une valeur située dans une plage comprise entre 0 et 100 kHz sous la fréquence de résonance propre au résonateur sans étincelle.
  • Ainsi, une fois que l'étincelle est formée, le dispositif se trouve naturellement dans les conditions optimales de fonctionnement tenant compte de la formation de l'étincelle et le facteur de qualité atteint son maximum.
  • Il s'agit là cependant d'une solution passive, qui ne nécessite aucun moyen de mesure supplémentaire, ni dispositif de contrôle spécifique à intégrer. En revanche, compte tenu la variation aléatoire des paramètres de l'étincelle réelle, qui influent directement sur les conditions de résonance du dispositif après formation de l'étincelle, cette solution ne garantit pas une optimisation parfaite de la fréquence de résonance du dispositif.
  • Aussi, un autre mode de réalisation consiste non pas à fixer une fois pour toute la fréquence de consigne préalablement à l'envoi de la commande de génération de plasma à une valeur optimisée pour tenir compte des conditions de résonance après formation de l'étincelle comme il vient d'être vu, mais au contraire, à moduler la fréquence de consigne pendant la durée de la commande de génération de plasma.
  • Selon ce mode de réalisation, on prévoit de commander le module d'alimentation, de manière à ce qu'il envoie un train d'excitation au résonateur radiofréquence dont la fréquence est prévue pour diminuer automatiquement avec le temps selon un pas de fréquence préalablement fixé.
  • Plus précisément, les moyens de détermination du module de commande sont adaptés à fixer successivement la fréquence de consigne Fc à une première valeur de l'ordre de grandeur de la fréquence de résonance du résonateur sans étincelle, au moment t_0 du déclenchement de la commande de génération de plasma, et à une seconde valeur diminuée du pas de fréquence prédéterminée par rapport à cette première valeur, sensiblement au moment t_d de la formation de l'étincelle.
  • On diminue par exemple la fréquence de consigne d'une valeur de 50 kHz par rapport à une valeur initiale correspondant à la valeur de la fréquence de résonance du résonateur sans étincelle, à l'instant t_d de la commande de génération de plasma.
  • Ainsi, on passe d'un système parfaitement accordé lors du déclenchement de la commande de génération de plasma, à un système "pas tout à fait" désaccordé au moment de la formation de l'étincelle, dans la mesure où on provoque une diminution de la fréquence d'excitation permettant de tenir compte de la formation de l'étincelle pour adapter la commande du résonateur aux nouvelles conditions de résonance, sans toutefois que cette diminution, dont la valeur est préalablement fixée, soit mise en corrélation avec les paramètres de l'étincelle réelle.
  • Aussi, une variante prévoit d'optimiser en temps réel l'adaptation de la fréquence d'excitation pendant la commande de génération de plasma, compte tenu de la variation aléatoire des paramètres de l'étincelle réelle. Plus précisément, les moyens de détermination du module de commande sont alors adaptés à commander la diminution de la fréquence de consigne au moment de la formation de l'étincelle, selon un pas de fréquence non plus préalablement fixé, mais au contraire réglable en temps réel en fonction des paramètres de l'étincelle réelle.
  • Pour ce faire, le dispositif selon l'invention comprend, en référence à la figure 3, un module 50 de mesure électrique de l'alimentation du résonateur, connecté au module de commande 10.
  • Ainsi, pour une fréquence de consigne fournie, à la fin de la période transitoire t_d, le module de commande relève une mesure électrique représentative de la formation de l'étincelle (par l'intermédiaire d'une interface de réception non représentée) et détermine alors une fréquence d'excitation optimale en fonction de ces mesures électriques, adaptée aux conditions de résonance courantes avec une étincelle formée. Les mesures électriques permettent par exemple de déterminer le pas de fréquence réglable dont il convient de diminuer la fréquence de consigne utilisée comme fréquence de commande pour le module d'alimentation pour optimiser en temps réel le système résonant dans son entier.
  • Le module de mesure électrique de l'alimentation du résonateur est par exemple adapté à mesurer l'amplitude relative du courant à l'entrée du résonateur. Ainsi, à chaque alternance, on vérifie l'amplitude du courant à l'entrée du résonateur et on la compare avec l'amplitude de l'alternance précédente. Si, à la fin de la phase transitoire t_d où se forme l'étincelle, on constate une chute du courant (due à la formation de l'étincelle), on diminue alors la fréquence de consigne fournie au module d'alimentation d'un pas de fréquence déterminée en temps réel en fonction de la chute de courant mesurée, de manière que l'alimentation radiofréquence du résonateur s'adapte en temps réel aux conditions de résonance courantes du dispositif dans son entier.
  • Plusieurs algorithmes mathématiques d'optimisation des systèmes résonants existent et peuvent être utilisés à cet effet.
  • Le dispositif selon l'invention permet donc de maintenir le facteur de qualité maximale de la bougie radiofréquence, quel que soit le régime de son fonctionnement. La solution proposée est facile à réaliser, peu coûteuse et permet de contrôler les alimentations des bougies radiofréquence en temps réel et cylindre par cylindre.

Claims (8)

  1. Dispositif de génération de plasma radiofréquence, comprenant un module d'alimentation (20) appliquant sur une interface de sortie un signal d'excitation (U) à une fréquence de consigne (Fc), adapté à permettre la formation d'une étincelle (40) en sortie d'un résonateur (30) de génération de plasma connecté à l'interface de sortie du module d'alimentation, et un module de commande (10), fournissant la fréquence de consigne au module d'alimentation lors d'une commande de génération de plasma radiofréquence, dans lequel le module de commande comprend des moyens propres à adapter la fréquence de consigne (Fc) aux conditions de résonance du dispositif après formation de l'étincelle, et adaptés à fixer la fréquence de consigne (Fc) à une valeur inférieure à la fréquence de résonance du résonateur sans étincelle, le module de commande (10) étant configuré pour commander le module d'alimentation, de manière à ce qu'il envoie un train d'excitation au résonateur radiofréquence dont la fréquence est prévue pour diminuer automatiquement avec le temps selon un pas de fréquence préalablement fixé, caractérisé en ce que la fréquence de résonance du résonateur sans étincelle est supérieure à 1 MHz et en ce que l'écart entre ladite valeur fixée et la fréquence de résonance du résonateur sans étincelle est situé dans une plage comprise entre 0 et 100 kHz.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens propres à adapter la fréquence de consigne (Fc) sont adaptés à moduler la fréquence de consigne pendant la durée de la commande de génération de plasma.
  3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens propres à adapter la fréquence de consigne (Fc) sont adaptés à fixer successivement la fréquence de consigne (Fc) à une première valeur de l'ordre de grandeur de la fréquence de résonance du résonateur sans étincelle, au moment (t_0) du déclenchement de la commande de génération de plasma et à une seconde valeur diminuée d'un pas de fréquence prédéterminée par rapport à ladite première valeur, sensiblement au moment (t_d) de la formation de l'étincelle.
  4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens propres à adapter la fréquence de consigne (Fc) sont adaptés à commander une diminution de la fréquence de consigne depuis une première valeur fixée, selon un pas de fréquence réglable en temps réel, à partir du moment (t_d) de la formation de l'étincelle.
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la première valeur fixée est de l'ordre de grandeur de la fréquence de résonance du résonateur sans étincelle.
  6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comprend un module (50) de mesure électrique de l'alimentation du résonateur connecté au module de commande, les moyens de détermination déterminant la valeur du pas de fréquence en fonction de mesures électriques reçues.
  7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le module de mesure électrique de l'alimentation du résonateur est adapté à mesurer l'amplitude relative du courant à l'entrée du résonateur.
  8. Système d'allumage d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif de génération de plasma selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
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