FR2483528A1 - CIRCUIT IGNITION AND COLD START OF FOUR-TIME CAR ENGINES, FOR 12 V POWER SUPPLY - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne.un circuit pour former une tension de 12 - 14 V pourThe invention relates to a circuit for forming a voltage of 12 - 14 V for
le démarrage de moteurs lors d'un démarrage à froid et lorsque la tension de batterie starting engines during a cold start and when the battery voltage
est fortement réduite.is greatly reduced.
La rotation du démarreur électrique requiert une puissance élevée. Par suite, la tension, à froid, d'une batterie de faible capacité, déchargée, peut être réduite dans une mesure telle que ne se produit plus, à l'allumage, l'étincelle nécessaire à l'explosion (pour combustion) du mélange; autrement dit, la puissance requise n'est pas obtenue. Dans le cas d'une batterie déchargée - déchargée de manière de manière importante - ce phénomène est encore plus marqué, et des démarrages- répétés peuvent The rotation of the electric starter requires high power. As a result, the voltage, when cold, of a low-capacity, discharged battery can be reduced to such an extent that the spark necessary for the explosion (for combustion) of the mixed; in other words, the required power is not obtained. In the case of a discharged battery - significantly discharged - this phenomenon is even more marked, and repeated starts-up can
conduire à une décharge complète de la batterie. lead to a complete discharge of the battery.
Il a été proposé d'utiliser des transformateurs d'allumage- conçus pour une tension de service plus faible-, It has been proposed to use ignition transformers - designed for a lower operating voltage -,
le fonctionnement normal de ces transformateurs étant- the normal operation of these transformers being-
obtenu grâce à des résistances supplémentaires-, qui sont- obtained through additional resistances-, which are-
court-circuitées au démarrage. Cette solution-se traduit par un effet d'amortissement des-oscillations dans le circuit d'allumage, et le rendement devient par suitese mauvais. Des bobines avec circuit primaire divisé, fonctionnant au démarrage avec un rapport de tension plus short-circuited at startup. This solution results in a damping effect on the oscillations in the ignition circuit, and the performance therefore becomes poor. Coils with divided primary circuit, operating at start-up with a higher voltage ratio
élevé, ne se sont pas révélées être une meilleure solution. high, have not proven to be a better solution.
Les batteries doubles récemment utilisées, les batteries dites "tandem" connues sous le nom TO-GA avec deux batteries en un seul bloc, la batterie de plus faible capacité fournissant l'énergie nécessaire au circuit d'allumage, ne constituent pas non plus une meilleure solution, puisqu'une double charge est nécessaire et que, The recently used double batteries, the so-called "tandem" batteries known as the TO-GA with two batteries in a single block, the lower capacity battery supplying the energy necessary for the ignition circuit, do not constitute either better solution, since a double charge is necessary and that,
au démarrage, l'utilisation d'un commutateur est indis- at startup, the use of a switch is essential
pensable.thinkable.
Les solutions les plus récemment proposées - The most recently proposed solutions -
par exemple, condensateurs avec transistors et thyristors rendus actifs par convertisseur (oscillateur) ou tous autres dispositifs permettant de stabiliser la tension d'alimentation à l'allumage - ne présentent pas les incon- vénients précédemment énumérés; mais, étant donné leur rôle stabilisateur, elles ne peuvent prendre en compte le fait que, dans des conditions peu favorables, il est nécessaire de former une étincelle plus forte avec une for example, capacitors with transistors and thyristors activated by converter (oscillator) or any other device making it possible to stabilize the supply voltage at ignition - do not have the disadvantages previously listed; but, given their stabilizing role, they cannot take into account the fact that, in unfavorable conditions, it is necessary to form a stronger spark with a
puissance accrue.increased power.
L'allumage dans les véhicules doit être par- The ignition in vehicles must be
faitement fiable en cours de fonctionnement. Les systèmes électroniques utilisés jusqu'à présent tombent souvent fully reliable during operation. The electronic systems used until now often fall
en panne du fait de leur complexité.- broken down due to their complexity.
0 Par suite de leur conception, la majorité des circuits d'allumage électroniques doivent comporter un 0 As a result of their design, the majority of electronic ignition circuits must include a
commutateur- à commande manuelle permettant de passer immé- switch- with manual control allowing to pass immediately
diatement en allumage normal en cas de nécessité. On doit en outre -tenircompte du fait que-les circuits d'allumage électroniques fonctionnent en permanence et, diat in normal ignition if necessary. It must also be taken into account that the electronic ignition circuits operate continuously and,
en conséquence, tombent en-panne plus fréquemment. as a result, break down more frequently.
Etant donné ces problèmes, une solution doit être trouvée, par laquelle on puisse compenser la chute de tension due à des démarrages répétés et obtenir un fort pouvoir d'inflammation, sans qu'il soit nécessaire Given these problems, a solution must be found, by which one can compensate for the drop in voltage due to repeated starts and obtain a high ignition power, without it being necessary.
de concevoir un nouveau circuit d'allumage, en interrom- to design a new ignition circuit, interrupting
pant le circuit primaire du transformateur d'allumage pant the primary circuit of the ignition transformer
pour y insérer le dispositif.to insert the device.
Le principal objectif poursuivi lors de l'étude a été que le système d'allumage normal puisse fonctionner en permanence sans perturbations en cas de panne de l'appareillage; ont été ensuite étudiées les questions de coût, le dispositif devant être d'un coût The main objective pursued during the study was that the normal ignition system could operate continuously without disturbance in the event of failure of the equipment; were then studied the questions of cost, the device having to be of a cost
acceptable comparativement aux systèmes d'allumage élec- acceptable compared to electric ignition systems
troniques connus, de production sous une forme esthétique avec des dimensions géométriques avantageuses, et tronic known, produced in an aesthetic form with advantageous geometric dimensions, and
d'entretien devant être supprimé.maintenance to be removed.
Le nouveau circuit conforme à l'invention comporte un convertisseur continu/continu pour amener la tension à 12-14 V pendant la période o se produit une chute de tension-en raison de la rotation du moteur de démarreur, par la suite également désigné "démarreur automatique". A cette fin, il suffit que-le moteur de démarreur puisse effectuer autant de révolutions qu'il est nécessaire pour effectuer une seule interruption au moyen du rupteur d'allumage. Cela implique que soit formée une étincelle efficace capable de faire exploser le mélange dans l'espace comprimé du cylindre; à partir The new circuit according to the invention includes a DC / DC converter to bring the voltage to 12-14 V during the period when a voltage drop occurs - due to the rotation of the starter motor, hereinafter also designated " automatic starter ". To this end, it suffices that the starter motor can carry out as many revolutions as is necessary to effect a single interruption by means of the ignition switch. This implies that an effective spark is formed capable of exploding the mixture in the compressed space of the cylinder; from
de là, le fonctionnement devient permanent. from there, the operation becomes permanent.
Les besoins énumérés peuvent être satisfaits de telle sorte que le bref accroissement complémentaire The needs listed can be met so that the brief additional increase
souhaité de tension soit fourni par un générateur de - desired voltage is provided by a generator of -
tension de faible résistance interne, en série avec la tension d'alimentation d'origine de l'allumage, ce, low internal resistance voltage, in series with the original ignition supply voltage, this,
pendant la période o fonctionne le moteur de démarreur. during the period when the starter motor is running.
On doit faire remarquer que le générateur de tension est conçu de telle sorte qu'il comporte des semiconducteurs au silicium; comme on le sait, ces semiconducteurs ont une bonne stabilité thermique, et on retiendra que le It should be noted that the voltage generator is designed such that it includes silicon semiconductors; as is known, these semiconductors have good thermal stability, and it will be noted that the
système peut osciller avec un courant de commande ex- system can oscillate with a control current ex-
trêmement bas (300-400 mA). On peut obtenir un très bon rendement énergétique en dépit des faibles dimensions géométriques du convertisseur continu/continu qui est à very low (300-400 mA). A very good energy efficiency can be obtained despite the small geometric dimensions of the DC / DC converter which is at
la base de l'invention. Monté dans sonboitier, le cir- the basis of the invention. Mounted in its case, the
cuit selon l'invention - qui sera par la suite désigné - "démarreur à froid" - peut être installé en tout endroit 4. cooked according to the invention - which will subsequently be designated - "cold starter" - can be installed anywhere 4.
du compartiment moteur.of the engine compartment.
Etant donné le raccordement en série (circuit sulvolteur), la puissance requise par le transformateur Given the series connection (booster circuit), the power required by the transformer
continu/continu conforme à l'invention est sensiblement- continuous / continuous according to the invention is substantially-
plus faible que la puissance requise, par le circuit lower than the required power, by the circuit
d'allumage complet.complete ignition.
La tension survoltée de circuit primaire apparaissant aux bornes de sortie de l'ensemble, doublée (par rapport à la tension instantanée de la batterie), permet un démarrage rapide des véhicules avec une sécurité de fonctionnement élevée, même lorsqu'il fait froid, par exemple lorsque la température ambiante est de -250C, en supposant que l'huile et l'essence utilisées The boosted primary circuit voltage appearing at the output terminals of the assembly, doubled (compared to the instantaneous battery voltage), allows fast starting of vehicles with high operating safety, even in cold weather, by example when the ambient temperature is -250C, assuming that the oil and petrol used
soient de qualité correcte.are of correct quality.
La suite de la description se rapporte à un The rest of the description relates to a
mode de réalisation préféré de l'invention, en référence aux dessins annexés qui représentent la figure 1, le schéma du démarreur, la figure 2, le branchement du démarreur, preferred embodiment of the invention, with reference to the accompanying drawings which represent FIG. 1, the diagram of the starter, FIG. 2, the connection of the starter,
20. la figure 3, le branchement avec les réfé- 20. figure 3, the connection with the references
rences numériques et littérales en usage dans l'industrie digital and literal references in use in industry
automobile (système Bosch).automotive (Bosch system).
La sortie de puissance 1 du démarreur à froid A est raccordée au point 15 de la bobine d'allumage B (figures 1 et 2), le point 2 étant raccordé au point 15 du commutateur d'allumage D (figure 3). Le point 3 du The power output 1 of the cold starter A is connected to point 15 of the ignition coil B (Figures 1 and 2), point 2 being connected to point 15 of the ignition switch D (Figure 3). Point 3 of
démarreur à froid A a plusieurs possibilités de raccorde- cold starter A has several connection possibilities
ment, et peut être raccordé, soit à la borne 30 de l'enroulement E du relais de démarreur, soit au point 50 du moteur de démarreur automatique F, soit au point 30h du contact H du relais de démarreur; par utilisation de ces différents raccordements, on peut obtenir une tension de commande qui donne la tension de sortie maximale. Le point 4 du démarreur à froid est raccordé au châssis du ment, and can be connected either to terminal 30 of winding E of the starter relay, or to point 50 of the automatic starter motor F, or to point 30h of contact H of the starter relay; by using these different connections, a control voltage can be obtained which gives the maximum output voltage. Point 4 of the cold starter is connected to the chassis of the
véhicule, c'est-à-dire au potentiel de masse.-La dispo- vehicle, i.e. with mass potential.
sition et le branchement des éléments Cl, C2, C3, L3, Ri, R2 et T dont le rôle est connu et qui sont utilisés dans l'appareil, sont illustrés figure 1, le rupteur de contact C et le condensateur d'allumage étant illustrés figures 2 et 3. L'appareil fonctionne comme suit La tension est appliquée au démarreur à froid A et à l'électro-aimant E par manoeuvre du commutateur d'allumage D. Par suite, l'enroulement E commute le moteur de démarrage automatique F à la batterie G;- le moteur de démarrage automatique commence à tourner et sition and connection of elements Cl, C2, C3, L3, Ri, R2 and T whose role is known and which are used in the apparatus, are illustrated in FIG. 1, the contact breaker C and the ignition capacitor being illustrated in FIGS. 2 and 3. The device operates as follows: The voltage is applied to the cold starter A and to the electromagnet E by actuation of the ignition switch D. Consequently, the winding E switches the starting motor automatic F to battery G; - the automatic starting motor starts to run and
entraîne en mouvement le rupteur de contact C. Simultané- drives the contact breaker C. Simultaneous-
ment, la tension est appliquée sur l'oscillateur du voltage is applied to the oscillator of the
démarreur à froid par l'intermédiaire de la bobine LI- cold starter via coil LI-
(figure 1) et de l'électrode de commande 3. LI'oscillateur commence à osciller et la tension, accrue, parvient, par (Figure 1) and the control electrode 3. The oscillator begins to oscillate and the increased voltage arrives by
l'intermédiaire des bobines L2, LÀ du circuit-primaire- through the coils L2, LÀ of the primary-circuit
et du redresseur Di, sur le circuit primaire 15 de la and rectifier Di, on the primary circuit 15 of the
bobine d'allumage B. Etant donné le fonctionnement répé- ignition coil B. Given the repeated operation
titif du rupteur de contact-C, une tension est induite- of the contact breaker-C, a voltage is induced-
dans le circuit secondaire, l'amplitude de cette tension correspondant au rapport du transformateur d'allumage B. in the secondary circuit, the amplitude of this voltage corresponding to the ratio of the ignition transformer B.
Il se forme donc une étincelle de grande puissance. There is therefore a spark of great power.
- Le moteur ayant démarré, le commutateur - With the engine started, the switch
d'allumage D - ayant été libéré de la position de dé- ignition D - having been released from the off position
marrage automatique - assure en permanence l'alimentation en tension du circuit primaire de la bobine d'allumage B, par l'intermédiaire du point 2 du démarreur à froid, de automatic start-up - permanently supplies voltage to the primary circuit of the ignition coil B, via point 2 of the cold starter,
la bobine L2 et de la diode Di.the coil L2 and the diode Di.
Les semiconducteurs du démarreur à froid, la The semiconductors of the cold starter, the
diode Di et le transistor T, sont des éléments suscep- diode Di and the transistor T, are elements suscep-
tibles de fonctionner sous une intensité élevée, assurant tibles to operate at a high intensity, ensuring
- 2483528- 2483528
un fonctionnement parfaitement fiable, de dimensions perfectly reliable operation, of dimensions
avantageuses, et d'un type récent.advantageous, and of a recent type.
La longue durée de vie utile et la grande fia- The long useful life and the high reliability
bilité de fonctionnement sont dues au fait que, en dépit de ses petites dimensions avantageuses et de ses besoins relativement faibles en courant de commande, le démarreur operational reliability are due to the fact that, despite its advantageous small dimensions and its relatively low requirements for control current, the starter
à froid est capable de transférer une puissance extrême- when cold is capable of transferring extreme power
ment élevée. Au démarrage, il fournit immédiatement le double de la tension de sortie de la batterie, même si la tension de batterie est réduite à 8-9 V par exemple, à tel point que le moteur de-démarrage automatique tourne high. At start-up, it immediately supplies twice the output voltage of the battery, even if the battery voltage is reduced to 8-9 V for example, so much so that the automatic starter motor turns
difficilement, tout en étant- capable toutefois de provo- with difficulty, while being capable, however, of provo-
quer au moins une ouverture du contact de rupteur. at least one opening of the contact breaker.
L'encombrement du circuit est faible, ainsi-que son poids. The size of the circuit is small, as well as its weight.
- Dans une -autre réalisation préférée-conforme àl'invention, l'électrode de commande du démarreur à froid peut-être raccordée - en même temps que le circuit de démarrage automatique -- aux points de contact 30, -30h, 301 qui deviennent positifs, ou au point 5.0-o passe un - In another preferred embodiment in accordance with the invention, the cold starter control electrode can be connected - at the same time as the automatic start circuit - to the contact points 30, -30h, 301 which become positive, or at point 5.0-o passes a
-courant élevé, ou en un point choisi à proximité du dé- -high current, or at a selected point near the de-
marreur à froid A, pour que la tension minimumnrequise cold feeder A, so that the minimum tension required
pour l'oscillation soit toujours disponible. Le princi- for oscillation is always available. The main
pal avantage du démarreur à froid conforme à l'invention pal advantage of the cold starter according to the invention
est qu'il peut être fabriqué sous une forme très esthé- is that it can be made in a very aesthetic form
tique, avec des dimensions géométriques avantageuses et un faible poids. Il ne requiert aucun entretien, sa tick, with advantageous geometric dimensions and low weight. It requires no maintenance, its
fiabilité de fonctionnement est élevée, son prix de re- operating reliability is high, its re-
vient est faible et il s'adapte parfaitement aux autres comes is weak and it adapts perfectly to others
composants électriques du véhicule. vehicle electrical components.
Dans une réalisation conforme à l'invention, le transformateur de l'oscillateur comportait un noyau en ferrite de haute perméabilité magnétique, de sorte qu'en dépit de faibles dimensions, ce transformateur In an embodiment according to the invention, the transformer of the oscillator included a ferrite core of high magnetic permeability, so that despite the small dimensions, this transformer
assurait le transfert d'une puissance élevée. ensured the transfer of a high power.
Le démarreur à froid peut parfaitement être adapté à la polarité de masse du véhicule, de telle sorte que, pour une polarité négative, le transistor T est du type NPN, et, pour une polarité positive, le transistor T The cold starter can perfectly be adapted to the ground polarity of the vehicle, so that, for a negative polarity, the transistor T is of the NPN type, and, for a positive polarity, the transistor T
est du type PNP, la diode Di étant raccordée en consé- is of the PNP type, the diode Di being connected accordingly
quence.quence.
RV;VENDICATI ONSRV; VENDICATI ONS
1. Circuit d'allumage et démarrage à froid de moteurs quatre-temps de voitures pour alimentation 12V, permettant d'accrottre la tension lors de deémarrages à froid pour obtenir un courant continu plus élevé sà P.rtir du courant continu initial, caractérisé en ce que l'élec- 1. Ignition and cold start circuit of four-stroke car engines for 12V power supply, allowing to increase the voltage during cold starts to obtain a higher direct current from the initial direct current, characterized in what the elect
trode de commande (3) du démarreur à froid (A) est rac- cold start (A) control unit (3) is connected
cordée à la borne non à la masse de l'enroulement (i) du strung to the terminal not to the ground of the winding (i) of the
relais de démarrage, en ce que le contact (4) de ce dé- starting relay, in that the contact (4) of this
msarreur à- froid est raccordé au potentiel de masse-et en the cold starter is connected to the ground potential and
ce que le démarreur'à froid (A) reçoit l'énergie néces- that the cold starter (A) receives the necessary energy
saire pour le fonctionnement permanent de la bobine d'al- for the permanent operation of the power coil
lumage (B) et la transmet par ses connexions (2, 1). light (B) and transmits it through its connections (2, 1).
2. Circuit selon la revendication 1, caracté- 2. Circuit according to claim 1, character-
risé en ce que le circuit conmporte des semi-conducteurs au silicium permettant de forner une étincel.le efficace, stable et fiable pour les chambres de combustion, dans une large gamme de températures ambiantes comprises entre - 25C et + 700 C et de telle sorte que l'accroissement de rised in that the circuit includes silicon semiconductors making it possible to form a spark. efficient, stable and reliable for combustion chambers, in a wide range of ambient temperatures between - 25C and + 700 C and so that the increase in
tension ne soit possible que pendant la durée du démarra- voltage is only possible during the start-up
ge automatique.automatic age.
3. Circuit de démarreur à froid selon les reven- 3. Cold starter circuit according to the res-
dications 1 et 2, caractérisé en ce que, simultanément au démarrage automatique, l'électrode de commarde (3) peut être raccordée en un point quelconque devenant positif (30, 30h, 301, 50) afin d'obtenir la. tension maximiale de dications 1 and 2, characterized in that, simultaneously with the automatic start, the control electrode (3) can be connected at any point becoming positive (30, 30h, 301, 50) in order to obtain the. maximum voltage of
commande nécessaire pour l'oscillation. command required for oscillation.
A*AT*
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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