FR2475639A1 - Systeme d'allumage par magneto sans contact - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME D'ALLUMAGE PAR MAGNETO. SELON L'INVENTION, IL COMPREND UNE SOURCE ELECTRIQUE 10 PRODUISANT DES SORTIES POSITIVE ET NEGATIVE EN SYNCHRONISME AVEC LA ROTATION D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE, UNE BOBINE D'ALLUMAGE 20, UN ELEMENT DE COMMUTATION 24, UN PREMIER CAPTEUR DE POSITION ANGULAIRE 26 PRODUISANT UN SIGNAL A EN SYNCHRONISME AVEC LA ROTATION DU MOTEUR CORRESPONDANT A UNE POSITION PREDETERMINEE DU VILEBREQUIN, UN SECOND CAPTEUR DE POSITION ANGULAIRE 28 PRODUISANT UN SIGNAL B EN SYNCHRONISME AVEC LA ROTATION DU MOTEUR CORRESPONDANT A SA POSITION DE VILEBREQUIN RETARDEE PAR RAPPORT A LA PREMIERE, LE SECOND SIGNAL AYANT UNE IMPULSION PLUS LARGE QUE LE PREMIER ET ETANT APPLIQUE DIRECTEMENT A L'ELEMENT 24, UN CIRCUIT DE CALCUL 34 DU MOMENT D'ALLUMAGE SELON LES CONDITIONS DE FONCTIONNEMENT DU MOTEUR AVEC LE PREMIER SIGNAL ANGULAIRE, ET UN CIRCUIT DE CONTROLE 40 SENSIBLE A UN SIGNAL PRODUIT PAR LE CALCUL DU CIRCUIT POUR BY-PASSER LE SECOND SIGNAL ANGULAIRE. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A L'INDUSTRIE AUTOMOBILE.
Description
La présente invention se rapporte à un système d'allumage électronique par
magnéto sans contact, et plus particulièrement à un système pour contrôler le temps d'allumage selon le nombre de rotationsen temps unitaire d'un moteur à combustion interne allumé par un système d'allumage. Des systèmes traditionnels d'allumage de moteursdu type indiqué ci-dessus ont été précédemment agencés pour produire un signal d'allumage à chacun des temps d'allumage du moteur à combustion interne, en commutant l'élément de commutation à semi-conducteur tel qu'un thyristor ou un transistor par le signal d'allumage pour induire une tension d'allumage dans la bobine d'allumage, du côté secondaire. Par conséquent, le temps ou moment d'allumage était naturellement déterminé par une forme d'onde du signal d'allumage produite en synchronisme avec la rotation du moteur. En d'autres termes, ces systèmes traditionnels d'allumage peuvent répondre à des avances à l'allumage requises pour empêcher la présence d'une rotation inverse du moteur dans la gamme des vitesses lentes, mais sont incapables de répondre aux nécessités de retard à l'allumage et autres,nécessaires pour maintenir la puissance en chevaux du moteur dans une gamme de vi-tesses modéréeset rapides Des systèmes électroniques traditionnels du contrôle du moment de l'allumage du type indiqué ont également été agencés pour contrôler la détermination d'un moment o1 le moteur particulier doit être allumé, en détectant le nombre de tours ou de rotations en un temps unitaire,
du moteur, avant son moment nécessaire d'allumage.
Cependant, le nombre de tours en un temps unitaire des
moteurs varie dans la gamme des vitesses lentes en parti-
culier pendant le démarrage. Dans ces circonstances, si le moment d'allumage est contrôlé en détectant le nombre de rotations en temps unitaire d'un moteur mis en cause avant son temps nécessaire d'allumage, alors le moment de l'allumage déterminé en ce temps ne peut donner la
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position d'allumage requise pour le moteur. En effet, une position d'allumage ainsi déterminée est extrêmement retardée par rapport à la position requise d'allumage. De plus, ce retard change fortement} on ne peut donc obtenir un temps stable d'allumage. En conséquence, la présente invention a pour objet d'éliminer les inconvénients de la pratique antérieure ci-dessus décrite en prévoyant un nouveau système d'allumage perfectionné par magnéto pouvant donner des caractéristiques de réglage de l'allumage dans une gamme de vitessesmodéréeset rapides d'un moteur à combustion
interne mis en cause.
La présente invention concerne un système d'allumage par magnéto comprenant un moteur à combustion interne, un moyen formant source électrique pour produire une sortie positive et une sortie négative en synchronisme avec la rotation du moteur, une bobine d'allumage, le moyen formant source électrique pouvant être conducteur des sorties positive et négative vers la bobine d'allumage après leur redressement, un élément de commutation pour contrôler la conduction de la sortie redressée vers la bobine d'allumage, un premier moyen capteur de position angulaire pour produire un premier signal angulaire en synchronisme avec la rotation du moteur et correspondant à une position prédéterminée du vilebrequin du moteur, un second moyen capteur de position angulaire pour produire une seconde position angulaire en synchronisme avec la rotation du moteur et correspondant à une position du vilebrequin retardée d'un angle prédéterminé par rapport à la position prédéterminée du moteur, et appliquant directement le second signal angulaire à l'élément de commutation, le second signal angulaire ayant une impulsion plus large que le premier, un circuit du calcul du moment de l'allumage pour calculer un temps ou moment d'allumage selon les conditions pour faire fonctionner le moteur avec le premier signal angulaire, et un circuit de contrôle ou commande sensible à un signal produit par suite du calcul effectué par le circuit de calcul du moment d'allumage
pour by-passer le second signal angulaire.
Afin d'assurer des moments stables et précis de l'allumage avec un nombre de rotations en temps unitaire du moteur à combustion interne variant beaucoup dans la gamme des vitesses lentes, le système d'allumage par magnéto peut comprendre un premier moyen pour former une caractéristique composée d'avance à l'allumage d'une première caractéristique d'avance à l'allumage résultant du premier signal angulaire etd'uoe seconde caractéristique d'avance à l'allumage résultant du second signal angulaire pour ne permettre qu'à une partie du côté retard de la
caractéristique composée d'avance à l'allumage de contri-
buer à l'allumage, un second moyen pour former les côtés
d'avance et de retard des première et seconde caracté-
ristiques d'avance à l'allumage respectivement à un nombre prédéterminé de rotations en temps unitaire du moteur et en dessous, et un troisième moyen pour former les côtés de retard et d'avance des première et seconde caractéristiques d'avance à l'allumage respectivement au-dessus du nombre prédéterminé de rotations en temps
unitaire du moteur.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci
apparaîtront plus clairement au cours de la description
explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels: - la figure 1 donne un schéma de circuit d'un mode de réalisation d'un système d'allumage par magnéto selon l'invention; - la figure 2 est une vue fragmentaire avant de la structure des capteurs de position angulaire de la figure 1; - la figure 3 est un schéma de circuit des détails du circuit de calcul du moment de l'allumage de la figure 1, avec ses composants associés; - la figure 4 est un graphique illustrant la caractéristique de sortie du convertisseur fréquence-tension de la figure 3, la rotation en temps unitaire étant indiquée en abscisse et la tension en ordonnée, - la figure 5 est un graphique illustrant des formes d'ondes produites en divers points de l'agencement des figures 1 ou 3; - la figure 6 est un graphique illustrant les caractéristiques d'avance à l'allumage présentées par l'agencement de la figure 1 ou de la figure 3, le nombre de tours en temps unitaire étant indiqué.en abscisse et le moment ou temps d'allumage O en ordonnée; - la figure 7 est un graphique semblable à la figure 6 mais illustrant une modification de la présente invention - la figure 8 est un graphique illustrant des formes d'ondes produites en divers points de l'agencement de la figure 1 ou 3 dans une gamme de vitesseslentesavec une grande variation du nombre de tours en temps unitaire d'un moteur à combustion interne mis en cause; et - la figure 9 est un graphique semblable à la figure 8 mais illustrant une modification de la présente invention. En se référant maintenant à la figure 1 des dessins, elle montre un mode de réalisation d'un système d'allumage par magnéto CDI (abréviation d'allumeur à décharge de condensateur, "Capacitor Discharge Ignitor") selon l'invention. L'agencement illustré comprend une bobine génératrice 10 disposée sur une magnéto (non représentée) servant de source électrique pour produire une tension alternative ayant une polarité positive et une polarité négative en synchronisme avec la rotation d'un moteur à
combustion interne (non représenté))une diode à semi-
conducteur 12 reliée à la bobine 10 et une autre diode à
semi-conducteur 14 reliée en série avec la bobine 10.
La diode 12 a son anode reliée à la masse. Les diodes 12 et 14 redressent la tension alternative à la sortie de la bobine 10. La diode 14 applique la tension redressée à un condensateur 16 pour le charger à la polarité illustrée. Alors, le condensateur 16 est relié à une diode à semiconducteur 18 faisant partie de son circuit de décharge relié à la masse. Une bobine d'allumage 20 est reliée à ce circuit de décharge. Plus particulièrement, la bobine d'allumage 20 comprend un enroulement primaire a relié entre le condensateur 16 et la masse, et un enroulement secondaire 20b relié à une extrémité au condensateur 16 et à l'enroulement primaire 20a et à son autre extrémité, à une bougie d'allumage 22 subséquemment
reliée à la masse.
Un -thyristor 24 est relié entre la jonction du condensateur 16 et de la diode 14 et la masse pour former
l'autre partie du circuit de décharge du condensateur 16.
Le thyristor 24 sert d'élément de commutation afin que, quand il est mis à son état conducteur, il décharge une charge électrique accumulée au condensateur 16 du fait
de l'enroulement primaire d'allumage 20a.
L'ag eîeie=t comprend de plus une bobine de signaux 26 formant un premier capteur de position angulaire pour produire un premier signal angulaire a, à la polarité il.lustrêe9en réponse à une position prédéterminée du vilebrequin du moteur. Une autre bobine de signaux 28 forme un second capteur de position angulaire pour produire un second signal b1à la polarité illustréeen réponse à une position du vilebrequin du moteur retardée d'un angle prédéterminé -par rapport à la position prédéterminée O du vlebrequin o le premier signal a est produit. Les premier et second signaux a et b servent à produire des signaux d'allumage pour le moteur, mais le second signal b a une largeur d'impulsion plus importante, ou duréeque le
premier signal a.
Les bobines 28 et 30 sont reliées à des diodes respectives à semiconducteur 30 et 32 servant à empêcher
des écoulements inverses de courant.
La diode 30 est reliée par une jonction F à une résistance 32' subséquemment reliée à la gachette du thyristor 24 par une jonction G. Alors, la gachette est
reliée à la masse par une résistance 34.
Par ailleurs, la diode-32 est reliée par une jonction A à un circuit de calcul du temps ou moment d'allumage généralement désigné par le repère 34'. Ce circuit 34' est relié par une jonction E à une résistance de base 36 subséquemment reliée à la base d'un transistor 38 monté en émetteur commun du type NPN, ayant un collecteur relié à la jonction G de la résistance 32' et de la gachette
du thyristor 24.
Le circuit de calcul 34' sert à calculer le moment
d'allumage selon les conditions particulières de fonction-
nement du moteur, en partant du premier signal angulaire a.
Le transistor 38 forme, avec la résistance 36, un circuit de commande ou de contrôle généralement désigné par le repère 40. Le circuit 40 est sensible à la conduction du transistor 38 pour by-passer le signal angulaire b de la seconde bobine 28 vers la masse par le transistor 38 qui
est conducteur.
La figure 2 montre la partie essentielle d'un dispositif capteur de position angulaire comprenant les premier et second capteurs de position angulaire de la figure 1. L'agencement illustré forme une magnéto et comprend un volant 42 sous forme d'un cylindre creux, et quatre aimants permanents 44 fixés à des intervalles angulaires égaux sur la surface périphérique interne du volant 42, afin qu'un espace axial soit formé entre 3o chaque paire d'aimants permanents adjacents 44 ayant des polarités opposées. L'agencement comprend de plus deux fentes axiales 46' (dont une seule est illustrée) disposées en relation diamétralement opposée sur le pourtour du volant 42, un premier stator 46 avec un aimant permanent) disposé à l'extérieur du volant 42 pour former un très petit espace radial entre lui et le volant 42, la première bobine 26 y étant enroulée. Les fentes axiales 46'servent de modulateur magnétique. De plus, un second stator 48 est disposé à l'intérieur du volant 42 pour former un très petit espace radial entre lui et le volant 42, et
la seconde bobine 28 y est enroulée.
Pendant la rotation du volant 42, chacune des fentes ou modulateurs magnétiques 46' passe de façon répétée au-delà du premier stator 46 pour forcer la bobine associée 26 à y induire le premier signal angulaire a sous forme d'une tension. De même, la seconde bobine 28 induit le second signal angulaire b sous forme d'une tension du fait de la rotation des aimants permanents 44 en rapport avec celle du volant 42. Du fait de la longueur relativement importante de l'arc des aimants permanents 44, le signal angulaire résultant b est plus important, par sa largeur d'impulsion ou durée, que le signal
angulaire a.
Le circuit 34' de calcul de l'allumage peut de préférence avoir la configuration représentée sur la figure 3. Le circuit 348comprend un circuit formeur d'onde généralement désigné par le repère 50, un circuit formant
bascule ou flip-flop 52 et un circuit de calcul généra-
lement désigné par le repère 54, qui sont reliés en
série dans l'ordre nommé.
Le circuit formeur d'onde 50 comprend une résistance d'entrée 56 reliée à la diode 32, un comparateur de tension 58 ayant une entrée positive reliée à la résistance d'entrée 56, une entrée négative reliée à la masse par une autre résistance d'entrée 60 et une sortie ou jonction B reliée à un condensateur 62. Le condensateur 62 est lui-même relié à la masse par une jonction C et une résistance de sortie 64 reliée aux bornes d'une diode à semi-conducteur 66 dont l'anode
est reliée à la masse.
La jonction C est reliée à une entrée d'établissement S du circuit à bascule 52 ayant une sortie Q. Le circuit de calcul 54 comprend une résistance 68 reliée à la sortie Q du circuit à bascule 52 et également à une combinaison en série d'une diode à semi-conducteur 70 et d'une résistance 72 subséquemment
reliée à une entrée inverse ou négative d'un amplifi-
cateur opérationnel 74 ayant une entrée directe ou positive reliée à la masse par une résistance d'entrée 76 et également une tension appropriée par une résistance 78. L'amplificateur opérationnel 74 a une contreréaction de sortie vers l'entrée négative par une jonction D et un condensateur 80 et sa sortie est également reliée à l'entrée négative d'un autre comparateur 82 ayant une entrée positive reliée à la masse et sa sortie reliée
à une entrée de rétablissement R du circuit à bascule 52.
La sortie Q du circuit 52 est de plus relié par une jonction E, à un convertisseur fréquence-tension 84 faisant partie du circuit formeur d'onde 5O.- Le convertisseur 84 est relié, à sa sortie, à l'entrée positive de l'amplificateur opérationnel 74 par une combinaison en série d'une diode à semi-conducteur 86
et d'une résistance 88.
La jonction E est également reliée au circuit de
commande ou de contrôle 40.
Le circuit formeur d'onde 50 sert à configurer une forme d'onde appliquée par la bobine 26 et le circuit de calcul 54 sert à produire une sortie prédéterminée en réponse au nombre de rotations en temps unitaire du moteur à combustion interne (non représenté). De même, le convertisseur 84 sert-à convertir la sortie configurée du circuit à bascule 52 résultant du signal angulaire a en une tension continue proportionnelle au nombre de rotations en temps unitaire du moteur en prenant le signal configuré appliqué comme signal du nombre de rotations
en temps unitaire du moteur.
Sur la figure 4 o l'axe des ordonnées représente la tension et l'axe des abscisses représente le nombre de rotations en temps unitaire du moteur, est illustrée
la caractéristique de sortie du convertisseur fréquence-
tension 84, à titre d'exemple par la ligne droite 90, comme changeant linéairement par rapport au nombre de rotations en temps unitaire du moteur. Comme on peut le voir sur la figure 4, la tension à la sortie du convertisseur 84 est d'abord établie de façon que sa grandeur Vrl au nombre de rotations N1 en temps unitaire
du moteur soit égale à celle d'une tension de polari-
sation Vrl à l'entrée positive de l'amplificateur opérationnel 74. Dans ces circonstances, la tension de polarisation à l'entrée positive de l'amplificateur 74 est d'abord maintenue au niveau constant Vrl jusqu'au nombre de rotations NI en temps unitaire du moteur et change ensuite linéairement avec le nombre de rotations ou de tours jusqu'à ce que le moteur atteigne le nombre de tours No en temps unitaire comme cela est indiqué 15. par la ligne 92 sur la figure 4. Ensuite, la tension
de polarisation est de nouveau maintenue constante.
Dans l'agencement de la figure 1, la tension redressée à la sortie de la bobine génératrice 10 charge le condensateur 16 à la polarité illustrée. Une charge électrique accumulée au condensateur 16 rend le thyristor 24 conducteur à chacun des temps ou moments d'allumage du moteur, c'est-àdire quand le circuit de calcul 34/recevant le premier signal angulaire a de la - - première bobine de signaux 26 produit un signal de sortie et quand la seconde bobine de signaux 28 produit le * signal angulaire b. Cette conduction du thyristor 24 force la charge au condensateur 26 à être appliquée à l'enroulement primaire d'allumage 20a pour induire une haute tension dans l'enroulement secondaire 20b. La 3? haute tension force une étincelle électrique à faire
impact sur la bougie d'allumage 22.
Le fonctionnement de l'agencement représenté sur les figures 1 et 3 sera décrit en plus de détail en se référant aux figures 5 et 6 en même temps qu'un moyen pour ajuster le moment ou le thyristor 24 est conducteur ou le moment d'allumage. La figure 5 montre les formes d'ondes produites aux jonctions A, B, C, D, E, F et G de la figure 1 et/ou de la figure 3 sur la base des temps illustrée à la ligne horizontale supérieure (a) de la figure 5. La base des temps est représentée par
la position du vilebrequin du moteur et la lettre Mi-
désigne une position quelque peu en avant d'une position d'avance maximum à l'allumage requise pour le moteur et o est produit le premier signal angulaire a représenté par la forme d'onde(b) de la figure 5, et la lettre S désigne une position o est produit le second signal angulaire b comme cela est représenté par la forme d'onde(g)de la figure 5. De même, la lettre T désigne le point mort supérieur du vilebrequin. Sur la figure 6 o l'axe des ordonnées représente le temps ou moment d'allumage ê du moteur et l'axe des abscisses représente le nombre de rotations N en temps unitaire du moteur est illustrée la caractéristique:.d'avance à l'allumage présentée par l'agencement de la figure
1 ou 3.
On suppose que le moteur tourne à une vitesse constante correspondant à un nombre de tours en temps unitaire supérieur à une grandeur Nl et inférieur à une grandeur No comme cela est indiqué sur la figure.6 et que la position d'avance à l'allumage n'est pas
nulle mais est en avant de la position T d'un angleCk.
Dans les conditions supposées, l'agencement représenté sur la figure 1 ou 3 fonctionne comme suit Dans ce qui suit, une tension ou une sortie à chacune des jonctions que l'on a décritesci-dessus, sera désignée par la même lettre que celle identifiant la jonction associée. Par exemple, une sortie du circuit bascule 52 à la jonction E est désignée par la lettre E. D'abord, le convertisseur 84 fonctionne pour compter ou intégrer la tension à la sortie du circuit à bascule 52 correspondant au nombre de tours en temps unitaire du moteur. La tension résultante (qui est également désignée par le repère 90) à la sortie du convertisseur 84 est supérieure à la tension de polarisation Vrl de l'amplificateur opérationnel 74. Cette tension 90 forme une tension d'entrée de l'amplificateur opérationnel 74 dont la tension à l'entrée positive (également désignée par le repère 92) change avec le nombre de tours en temps unitaire du moteur comme cela est illustré en 92
sur la figure 4.
Par ailleurs, le circuit à bascule 52 est établi avec une montée jusqu'à un niveau haut d'une tension de sortie C (voir forme d'onde(c), figure 5) à. la position T résultant de la tension B à la sortie du comparateur de tension 58 (voir forme d'onde (c), figure 5). Ainsi, le circuit 52 produit une tension de sortie E à sa sortie Q et par conséquent à la jonction E. Cette tension est à un niveau haut comme le montre la forme d'onde F de la figure 6. Quand la tension de sortie E est mise au niveau haut, le condensateur 16 chargé à la polarité illustrée sur la figure 6 commence à se décharger d'un courant i2 exprimé par i2 (haute tension à la sortie de la bascule 52) - (tension 92 à l'entrée positive de l'amplificateur opérationnel 74)}
(résistance 68).
Comme le montre l'expression ci-dessus, le courant de décharge i2 a une grandeur qui dépend de la tension 92 à l'entrée positive de l'amplificateur 74 tant que la résistance 68 est de grandeur constante. De même, le courant de décharge i2 dépend de la tension 90 à la sortie du convertisseur 84 dans la région ou elle dépend encore de la tension de sortie 92. En effet, le courant de décharge i2 devient faible et a une pente douce avec l'augmentation du nombre de rotations en temps unitaire du moteur. Cela a pour résultat une augmentation de la largeur ou durée de l'impulsion de la haute tension à la sortie du circuit 52. Cette largeur accrue d'impulsion de la tension de sortie E peut être attribuée
au résultat du calcul effectué par le circuit de calcul 54.
En débutant la décharge du condensateur 80, la tension D à la sortie de l'amplificateur 74 descend comme le montre la forme d'onde e, la partie de descente étant indiquée sur la figure 5 Jusqu'à atteindre une Us grandeur nulle. A ce moment, le comparateur de tension 82
produit à sa sortie une tension pulsée et positive.
La tension est appliquée à l'entrée de rétablissement R du circuit 52 pour le rétablir avec-pour résultant que la tension de sortie E est placée à un niveau bas
1o (voir formesd'ondes(e) et (f), figure 6).
Quand le circuit 52 a produit la basse tension de sortie E de cette façon, le condensateur 80 commence à se charger à la polarité illustrée. Le courant de charge i1 peut être exprimé par
il (tension 92 à l'entrée positive de l'ampli-
ficateur opérationnel 74) - (chute de tension dans la diode 70))} (résistance 72) +
i(tension 92 à l'entrée positive de l'ampli-
ficateur 74).-. (résistance 68)\.
Comme le montre 1' expressm ci:- dessu ce corant de charge i1 a une grandeur qui dépend de laCtension 92 à l'entrée positive de l'amplificateur 74 tant que les résistances 68 et 72 sont constantes. En d'autres termes, le courant de charge dépend de la tension 90 à la sortie du convertisseur 84 dans la région ou il dépend de la tension 92, ainsi le courant de charge i1 devient fort et de pente raide avec une augmentation du nombre de rotations en temps unitaire du moteur (voir forme d'onde (e), la partie montante indiquée i1l figure 5). Par conséquent, la haute tension E à la sortie du circuit 52 augmente en largeur d'impulsion ou en durée avec l'augmentation du nombre de rotations en temps unitaire du moteur. La tension E de sortie ainsi produite par le circuit de calcul du temps d'allumage 34' est appliquée au transistor 38 par la résistance de base 36 pour mettre le transistor 38 à l'état conducteur. En conséquence, le second signal angulaire b ou la tension F (voir forme d'onde (g), figure 5) à la sortie de la bobine 28 est by-passé vers la masse par le transistor conducteur 38 qui continue jusqu'à la fin ou chute de la tension de sortie E. Par conséquent, une tension produite à la jonction G a la forme d'onde (h) représentée sur la figure 5 comme cela peut être facilement compris par la position temporaire de la tension de sortie F par rapport à la tension de sortie E (voir formesd'ondes (g) et (f) figure 5). Cette tension G est appliquée à
la gachette du thyristor 24.
On peut voir, à la lecture de ce qui précède, que la haute tension E à la sortie du circuit 52 a un temps de chute qui est retardé avec l'augmentation du nombre de rotations en temps unitaire du moteur entre les grandeurs NI et N2 (voir figure 6) ou dans une région de vitesses rapides. Par suite, le temps de conduction du [hyrîstor 24 et par conséquent le temps d'allumage est retardé avec l'augmentation du nombre de tours en temps unitaire du moteur comme cela est indiqué par la
courbe 96 de la figure 6.
Quand le moteur atteint le nombre de tours No en - temps unitaire, la tension 90 à la sortie du convertisseur 84 devient constante de même que la tension 92 à l'entrée positive de l'amplificateur 74. En conséquence, malgré l'augmentation du nombre de tours en temps unitaire du moteur, le temps de chute de la haute tension E de sortie et par conséquent le temps d'allumage du moteur
reste inchangé.
On suppose maintenant que la tension B à la sortie du comparateur de tension 58 est de nouveau placée au niveau haut à la position X du vilebrequin (voir figure 5) dans une gamme ou le nombre de rotations en temps unitaire du moteur est plus faible que la grandeur
h1l et plus important que la grandeur N2 (voir figure 6).
Dans les conditions supposées, le circuit 52 est de mëme établi comme on l'a décrit ci-dessus pour permettre au condensateur 80 de se décharger. A ce moment, la tension 90 à la sortie du convertisseur 84 est inférieure
à la tension de polarisation Vrl appliquée à l'ampli-
ficateur 74 comme on peut le voir sur la figure 4. Ainsi, !a tension 90 de sortie ne contribue pas au courant de décharge i2 et ce dernier peut être exprimé par
i2 = [(haute tension E à la sortie de la bascule)-
Vrl) + (résistance 68).
On peut voir par l'expression ci-dessus que dans la gamme ci-dessus décrite, le courant de décharge i2 a une grandeur maintenue constante indépendamment du nombre de tours. en temps unitaire du moteur. De même, le courant de charge i1 peut être exprimé par i1 - Vr1 - (chute de tension dans la diode 70Or
(résistance 72) + Vrl -(résistance 68).
L'expression ci-dessus montre que, malgré le nombre de rotations en temps unitaire du moteur, le courant de charge est constant. Par conséquent, pour un nombre de rotations en temps unitaire du moteur se trouvant entre N1 et N2>la tension E à la sortie du circuit 52 a une largeur d'impulsion ou durée maintenue constante quel que soit le nombre de tours en temps unitaire du moteur. Cela signifie que le transistor 38 et le thyristor 24 ont des temps respectifs de conduction maintenus constants quel que soit le nombre de tours en temps unitaire du moteur. En conséquence, le temps d'allumage du moteur reste inchangé comme cela est montré sur la
figure 6.
Dans la gamme des faibles vitesses ou le nombre de rotations en temps unitaire du moteur est inférieur à la grandeur N2 (voir figure 6), la tension E à la sortie du circuit à bascule 52 a une largeur d'impulsion ou durée maintenue constante que' que soit le nombre de tours en temps unitaire du moteur. Cela est du au fait que le signal angulaire a a pour résultat le courant de charge et de décharge i2 et i1 respectivement dans le condensateur 80 qui sont maintenus constants comme
on l'a décrit ci-dessus.
Par ailleurs, le signal angulaire b de la bobine 28 est à une basse tension du fait du faible nombre de rotations en temps unitaire du moteur (voir forme d'onde (g), figure 5). Par conséquent, si la tension E à la sortie du.circuit de calcul 34 est by-passée par le transistor 38, la tension à la jonction G n'atteint pas une tension de seuil VG (voir forme d'onde (h), figure5) requise pour que le thyristor 24 soit conducteur à lafin de ce by-pass ou à la chute de la tension E. Cela signifie que le résultat du calcul effectué par le
circuit 341ne joue pas de rôle pour l'allumage du moteur.
Quand le signal angulaire b de la bobine 28 atteint la tension de seuil VG, le thyristor 24 est rendu conducteur pour provoquer l'allumage du moteur comme on
l'a décrit ci-dessus.
En conséquence, seul le signal angulaire b à la sortie de la bobine 28, de longue durée, contribue à la conduction du thyristor 24 dans cette gamme de faibles vitessesde rotation, avec pour résultat une caractéristique d'avance à l'allumage telle que celle indiquée par la courbe en trait plein 96 sur la figure 6. Cela est dû au fait que seul le signal angulaire b de grande largeur d'impulsion contribue à la conduction du thyristor 24. En effet, le signal de grande largeur d'impulsion augmente avec l'augmentation du nombre de rotations én temps unitaire du moteur jusqu'à sa grandeur N2. En bref, le moment de l'allumage avance avec la croissance de la tension F à la sortie de la bobine 28 (voir forme d'onde (g), figure 5) au nombre de rotations en temps unitaire du moteur ne dépassant pas N2. Au-delà de N2, le temps d'allumage se produit à la chute de la haute tension de sortie E obtenoe par suite du calcul effectué par le circuit de calcul 354, c'est-à-dire à la transition du niveau haut au niveau bas de la tension de sortie E. Cela est dû au fait que.la tension F à la sortie de la bobine 28 est by- passée avec le niveau haut de la tension de sortie E du fait du résultant du calcul ci-dessus mentionné pour une tension de sortie F inférieure
à la tension de seuil VG du thyristor 24, et la caracté-
ristique d'avance à l'allumage de ce dernier cas est représentée par la courbe 94 de la figure 6. Ainsi, comme le montrent les courbes 94 et 96 de la figure 6, la caractéristique composée d'avance à l'allumage est formée de la première caractéristique d'avance à l'allumage résultant du premier signal angulaire et de la seconde-caractéristique d'avance à l'allumage résultant du second signal angulaire d'une
largeur d'impulsion plus importante que le premier.
On a trouvé que si le nombre de tours en temps unitaire du moteur changeait fortement ou brusquement dans la gamme des faibles vitesses, l'agencement des figures 1 et 3 pouvait être néfaste parce qu 'on pouvait ne pas obtenir un moment stable et fiable d'allumage, ce qui est illustré sur la figure-7 o des repères identiques désignent des composants semblables à ceux de la figure 6. Sur la figure 7, les première et seconde caractéristiques d'avance àl'a-llumage sont illustrées par la courbe en trait plein 96 et une extension en pointillés de la ligne 94 s'étendant dans la gamme des faibles vitesses définie entre les valeurs
N2 et N3 du nombre de tours en temps unitaire du moteur.
En effet, l'un des moments d'allumage peut se produire dans la gamme des vitesses lentes qui suit l'une des deux caractéristiques d'avance à l'allumage selon le cas, pour les raisons qui suivent: On suppose que le nombre de tours en temps unitaire du moteur change brusquement de sa grandeur moyenne N4 à N5 dans la gamme de faibles vitesses pour certaines raisons comme cela est représenté sur la figure 8. Sur la figure 8, les formes d'ondes sont illustrées comme étant développées en divers points de l'agencement de la figure 1 ou de la figure 3, en employant des repères
2475639'
analogues désignant des composants identiques à ceux de la figure 5, à l'exception des repères entre parenthèses Par exemple, la tension D représentée par la forme d'onde (c) est produite à la jonction D formant la sortie de !'aimplificateur 74. On notera également que l'intervalle angulaire entre chaque paire de positions adjacentes M a un angle de 180 sur la figure 5 et de 360 sur la
figure 8, uniquement à titre d'exemple.
Avec le moteur tournant au nombre moyen de tours N4 en temps unitaire, l'intervalle de temps de décharge du condensateur 80 correspond à un angle 6 1 en degrés de rotation d'un vilebrequin associé)ce qui est exprimé par = = {n/(m - n)} x 360 oh met n désignent les pentes des courants de décharge et de charge i2 et i1 par rapport à la base des temps (voir forme d'onde (c), figure 8). En supposant que le inoteur tourne à l'état stable et que les pentes m et n sont constantes, l'angle 1 reste inchangé quelle que soit la rotation du moteur. En d'autres termes, une 2, tension VT à la Crête des courbes de charge et de décharge est changee etstabilisée. Dans ces circonstances, la tension G appliquée à la gachette du thyristor 24 (voir figure 1) est partiellement by-passée vers la masse cou-me on l'a décrit ci-dessus pour les figures 3 et 5
(voir formine d'onde gauche représentée en (f), figure 8).
Cependant, si la rotation du moteur augmente brusquement au nombre de tours N5 en temps unitaire pour certaines raisons, alors l'intervalle de temps occupé par une rotation complète du vilebrequin est fortement réduit. Cette rotation complète du vilebrequin orrespond à un intervalle de temps entre la position M1 et la position suivante illustrée à la rangée supérieure
de la figure 8. Cela a pour résultat une forte augmen-
"ation de l'angle 2 dans la région de rotation avec le nombre moyen de tours N5 en temps unitaire du moteur parce que cet angle d 2 est égal en intervalle de temps à l'angle rl dans une région avec la grandeur moyenne de -18 tours N4 en temps unitaire. Dans le cas extrême, le second signal angulaire b ou la tension de sortie F peuvent être totalement by-passés vers la masse comme on peut le voir sur la forme d'onde à droite représentée sur la forme d'onde (f) de la figure 8. Par suite, on ne peut obtenir de temps stable et fiable d'allumage. De même, la variation de rotation du moteur est particulièrement importante pendant son démarrage et en conséquence, le moteur peut être difficile
à démarrer.
Afin d'éliminer les inconvénients ci-dessus décrits, une modification de l'invention.,est agencée pour maintenir la tension de crête VT constante à et en-dessous d'un nombre prédéterminé de tours N3 en temps unitaire
du moteur (voir figure 7), quelle que soit sa rotation.
A cette fin, la tension B à la sortie du comparateur 58 et l'entrée négative du comparateur 82 sont reliées à la masse par un élément à tension constante tel qu'une
diode Zener pour écrêter la tension de crête MTI. Alter-
nativement, la tension de crête peut être écrêtée par une source électrique en augmentant les pentes des courbes de décharge et de charge par rapport à la base
des temps. De même, les résistances68 et 72 ou le conden-
sateur 80 peuvent être du type variable. Cependant,
aucune de ces mesures n'est illustrée pour la simplicité-
de l'illustration.
Sur la figure 9, o des repères identiques désignent des composants identiques ou correspondants à ceux de la figure 8, sont illustrées les tensions A, D, E, F et G
aux formes d'ondes (b), (c), (d), (e) et (f), respec-
tivement. Comme le montre la forme d'onde (c) de la.
figure 9, la tension de crête VT1 est maintenue constante entre la fin du courant de charge i1 et-le début du courant suivant de décharge i2. Par conséquent, en
supposant que les pentes m et n sont constantes, l'inter-
valne de temps de décharge désigné par l'angle 61 ou a 2 reste inchangé quelle que soit la rotation du moteur. Par suite, l'intervalle de temps de décharge ou angle diminue avec la diminution d'un nombre de tours en temps unitaire du moteur (voir caractéristique d'avance à l'allumage 94 sur et en-dessous du nombre de rotations N3 en temps unitaire du moteur, figure 7). Dans ces circonstances, même si la vitesse de rotation du moteur augmente brusquement pour atteindre le nombre moyen de rotations N5 (voir figure 9), la tension G ne peut être totalement by-passée vers la masse comme cela est illustré par la forme d'onde (f) de la figure 8. Cela a pour résultat un moment stable et précis d'allumage se produisant même avec une variation de la rotation du moteur jusqu'à au moins le nombre moyen de rotations N3
en temps unitaire que l'on peut voir sur la figure 7.
En d'autres termes, le temps d'allumage avance avec la croissance du second signal angulaire sur et en-dessous du nombre moyen de rotations N3 en temps unitaire du moteur. Sur et au-dessus du nombre de rotations N2 en temps unitaire du moteur, la modification de la présente invention fonctionne comme on l'a décrit ci-dessus en se référant à la figure 8. Cependant, comme la variation de la rotation du moteur est extrêmement faible dans la gamme des vitesses modérées et rapides, les inconvénients ci-dessus mentionnés en se référant à la figure 8 sont éliminés. On peut voir, à la lecture de ce qui précède, que la présente invention permet de déterminer le moment de l'allumage par un premier signal angulaire ayantune largeur d'impulsion droite après son calcul par un circuit de calcul du moment d'allumage dans la gamme des vitesses modérées et rapides du moteur à combustion interne particulier o le moment d'allumage doit se produire avec une très grande précision, du point de vue puissance du moteur. De même, dans la gamme-des vitesses lentes du moteur o la précision ne doit pas être si élevée, le moment de l'allumage est déterminé en utilisant un second signal angulaire produit en une position du vi ebrequin qui est retardéed'un angle prédéterminé par rapport à la position o est produit le premier signal, afin d'avoir une impulsion plus large que le premier signal angulaire et d'avoir une forme d'onde augmentant avec l'augmentation du nombre de tours en temps unitaire du moteur. Cela donne une caractéristique composée d'avance à-l'allumage formée d'une première caractéristique d'avance à l'allumage provoquée par le premier signal angulaire et d'une seconde caractéristique d'avance à l'allumage provoquée par le second signal angulaire et cela détermine les moments d'allumage avec une très grande précision dans les gammes des vitesses modérées et rapides des moteurs. Par conséquent, le moment stable et précis d'allumage peut être prédéterminé dans la gamme des vitesses lentes oỈes gammesdes vitesses peuvent
varier brusquement.
Dans la gamme des vitesses lentes du moteur ou la rotation du moteur varie de façon importante et brusquement et en particulier pendant son démarrage, le moment de l'allumage est déterminé de façon précise et stable en retardant le résultat d'un calcul effectué par le circuit de calcul du moment d'allumage pendant un intervalle prédéterminé de temps quelle que soit la
rotation du moteur.
En conséquence, la présente invention offre un système d'allumage par magnéto pour déterminer les moments stables et précis de l'allumage dans les-gammes
des vitesses lentes, modérées et rapides du moteur.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tout les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en
oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée.
Claims (4)
1. Système d'allumage par magnéto, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen formant source électrique (10) pour produire des sorties positive et négative en synchronisme avec la rotation d'un moteur à combustion interne, une bobine d'allumage (20), ledit moyen formant source électrique pouvant être conducteur desdites sorties positive et négative vers ladite bobine d'allumage après redressement, un élément de commutation (24) pour contrôler la conduction de la sortie redressée vers ladite bobine d'allumage, un premier moyen capteur de position angulaire (26) produisant un premier signal angulaire (a) en synchronisme avec la rotation du moteur et correspondant à une position prédéterminée du vilebrequin dudit moteur, un second moyen capteur de position angulaire (28) pour produire un second signal angulaire (b) en synchronisme avec la rotation du moteur et correspondant à une position de vilebrequin retardée d'un angle prédéterminé par rapport à ladite position prédéterminée du vilebrequin, ledit second signal angulaire ayant une plus importante largeur d'impulsion que ledit premier signal angulaire et étant appliqué directement audit élément de commutation, un circuit calculateur du moment d'allumage (34') pour calculer un moment d'allumage selon les conditions de fonctionnement du moteur avec ledit premier signal angulaire, et un circuit de contrôle ou commande (40) sensible à un signal produit par suite du calcul effectué par ledit circuit de calcul
pour by-passer ledit second signal angulaire.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un premier moyen est prévu pour former une caractéristique composée d'avance à l'allumage d'une première caractéristique d'avance à l'allumage résultant du premier signal angulaire (a) précité et d'une seconde caractéristique d'avance à l'allumage résultant du second signal angulaire (b) précité pour ne forcer qu'une partie du côté en retard de ladite caractéristique composée d'avance à l'allumage à contribuer à l'allumage, un second moyen pour former les côtés d'avance et de retard desdites première et seconde caractéristiques d'avance à l'allumage respectivement à un-nombre prédéterminé de rotations en temps unitaire du moteur et en-dessous, et un troisième moyen pour former les côtés de retard et d'avance desdites première et seconde caractéristiques d'avance à l'allumage respectivement au-dessus dudit nombre prédéterminé de rotations en temps
unitaire dudit moteur.
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en.
ce que le circuit de calcul précité produit le signal précité du résultat du calcul retardé d'un intervalle prédéterminé de temps au moins endessous du nombre
prédéterminé de rotations en temps unitaire du moteur.
4. Système selon la revendication 1, caractérisé en
ce que le circuit de calcul précité contient un conver-
tisseur fréquence-tension (84) pour produire une tension continue proportionnelle au nombre de tours en temps
unitaire du moteur.
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