FR2512502A1 - IGNITION DEVICE FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif d'allumage pour un moteur å combustion interne et plus particulièrement, un dispositif d'allumage produisant un signal d'allumage sans contact. The present invention relates to an ignition device for an internal combustion engine and more particularly, an ignition device producing a contactless ignition signal.
I1 existe dans la technique antérieure un dispositif du type précité, qui est représenté sur les figures 1 3. Sur ces figures, la référence 1 désigne un arbre tournant qui est entrainé par un moteur å combustion interne, non représenté, et la référence 2 désigne un rotor qui est monté sur l'arbre tournant 1 et dont la forme est représentée sur la figure 3. La référence 3 désigne un stator qui est disposé en face du rotor 2, avec un entrefer intercalé, comme le montre la figure 2, et qui est assemblé solidairement avec un aimant permanent 4 et une plaque 5 de guidage magnétique supportée par un carter 6. La référence 7 désigne une bobine de signaux qui produit un signal d'allumage en réponse aux variations de flux magnétique résultant de la rotation du rotor. I1 exists in the prior art a device of the aforementioned type, which is shown in Figures 1 3. In these figures, the reference 1 designates a rotating shaft which is driven by an internal combustion engine, not shown, and the reference 2 designates a rotor which is mounted on the rotating shaft 1 and the shape of which is shown in FIG. 3. The reference 3 designates a stator which is arranged opposite the rotor 2, with an interposed air gap, as shown in FIG. 2, and which is assembled integrally with a permanent magnet 4 and a magnetic guide plate 5 supported by a casing 6. The reference 7 designates a signal coil which produces an ignition signal in response to variations in magnetic flux resulting from the rotation of the rotor .
Le fonctionnement du dispositif réalisé de cette manière sera maintenant décrit. Le flux magnétique s produit par l'aimant permanent 4, comme le montre la figure 4 en (a), traverse le circuit magnétique qui est défini par le stator 3, le rotor 2, l'arbre tournant 1 et la plaque de guidage magnétique 5, et traverse la bobine de signaux 7 qui est bobinée pour entourer le rotor 2 et l'arbre tournant 1. The operation of the device produced in this way will now be described. The magnetic flux s produced by the permanent magnet 4, as shown in Figure 4 in (a), passes through the magnetic circuit which is defined by the stator 3, the rotor 2, the rotating shaft 1 and the magnetic guide plate 5, and passes through the signal coil 7 which is wound to surround the rotor 2 and the rotating shaft 1.
Quand le rotor 2 tourne avec l'arbre tournant 1, le flux magnétique C varie en fonction des positions relatives des pâles magnétiques 2a et 3a se faisant face, qui sont établis sur le rotor 2 et le stator 3 de manière qu'un signal d'allumage (e) représenté sur la figure 4 en (b) soit développé dans la bobine 7 en reponse a ces variations. When the rotor 2 rotates with the rotating shaft 1, the magnetic flux C varies as a function of the relative positions of the magnetic blades 2a and 3a facing each other, which are established on the rotor 2 and the stator 3 so that a signal d 'ignition (e) shown in Figure 4 in (b) is developed in the coil 7 in response to these variations.
Avec le dispositif de ce genre, selon la technique antérieure, réalisé de la maniere décrite ci-dessus et comme représenté sur les figures 1 et 4, tout le flux magnétique 1 qui est développé par l'aimant permanent 4 et intervient pour produire un signal d'allumage prédéterminé dans la bobine 7, le flux magnétique 2 qui est produit par l'aimant permanent mais est inefficace ou désavantageux pour la production de ce signal, et le flux magnétique parasite 3 qui est développé par les conducteurs primaires d'une bobine génératrice, motrice et d'allumage non représentée, passe par la bobine 7 précitée. With the device of this kind, according to the prior art, produced in the manner described above and as shown in FIGS. 1 and 4, all of the magnetic flux 1 which is developed by the permanent magnet 4 and intervenes to produce a signal of predetermined ignition in the coil 7, the magnetic flux 2 which is produced by the permanent magnet but is ineffective or disadvantageous for the production of this signal, and the stray magnetic flux 3 which is developed by the primary conductors of a coil generator, motor and ignition not shown, goes through the aforementioned coil 7.
Dans le dispositif d'allumage ainsi réalisé, un dispositif d'avance a l'allumage, non représenté, est réalisé en acier au voisinage de la partie génératrice de signal d'allumage,de sorte que le rapport entre le flux magnétique 2 inefficace et désavantageux et le flux magnétique 1 précité produit par l'aimant permanent 4 est augmente jusqu'à faire apparaitre le défaut qu'un signal de sortie d'allumage voulu ne peut être produit facilement.In the ignition device thus produced, an ignition advance device, not shown, is made of steel in the vicinity of the ignition signal generating part, so that the ratio between the magnetic flux 2 ineffective and disadvantageous and the aforementioned magnetic flux 1 produced by the permanent magnet 4 is increased until the defect appears that a desired ignition output signal cannot be produced easily.
Par ailleurs, à titre d'exemple du flux magnétique 3 représenté sur la figure 4, il peut quelquefois être détecté par l'arbre tournant 1 en réponse aux perturbations magnétiques qui sont provoquées par le courant de démarrage du démarreur, introduisant ainsi le défaut que le dispositif d'allumage peut être conduit à mal fonctionner par les perturbations du signal dral- lumage qui en résultent. Furthermore, by way of example of the magnetic flux 3 shown in FIG. 4, it can sometimes be detected by the rotating shaft 1 in response to the magnetic disturbances which are caused by the starting current of the starter, thus introducing the fault that the ignition device can be caused to malfunction by the disturbances in the resulting signal.
L'invention a été conçue dans le but d'éliminer les défauts précités associés à la technique antérieure et a pour objet de proposer un dispositif d'allumage hautement fiable en augmentant la proportion du flux magnétique efficace 1 précité et en stabilisant le signal d'allumage en utilisant un moyen pour réduire le flux magnétique parasite 3. The invention was designed with the aim of eliminating the aforementioned defects associated with the prior art and aims to provide a highly reliable ignition device by increasing the proportion of the above-mentioned effective magnetic flux 1 and by stabilizing the signal. ignition using a means to reduce the stray magnetic flux 3.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation en se référant aux dessins annexés sur lesquels
La figure 1, déj décrite est une vue en coupe d'un dispositif d'allumage de moteur à combustion interne de la technique antérieure.Other characteristics and advantages of the invention will become apparent during the following description of an example of embodiment with reference to the appended drawings in which
Figure 1, already described is a sectional view of an ignition device of an internal combustion engine of the prior art.
La figure 2, déjà décrite, est une vue de dessus d'une partie du dispositif d'allumage de la figure 1. FIG. 2, already described, is a top view of part of the ignition device of FIG. 1.
La figure 3, déjà décrite, est une vue en perspective du rotor du dispositif d'allumage de la figure 1. FIG. 3, already described, is a perspective view of the rotor of the ignition device of FIG. 1.
La figure 4, déjà décrite, est un diagramme illustrant les variations du flux magnétique et du signal d'allumage dans le dispositif d'allumage de la figure 1. FIG. 4, already described, is a diagram illustrating the variations of the magnetic flux and of the ignition signal in the ignition device of FIG. 1.
La figure 5 est une vue en coupe d'un mode de réalisation du dispositif d'allumage de moteur à combustion interne selon l'invention. Figure 5 is a sectional view of an embodiment of the internal combustion engine ignition device according to the invention.
La figure 6 illustre les variations du flux magnétique, du courant induit dans la bobine en courtcircuit et du flux magnétique produites par le courant du dispositif d'allumage de la figure 5. FIG. 6 illustrates the variations of the magnetic flux, of the current induced in the short-circuited coil and of the magnetic flux produced by the current of the ignition device of FIG. 5.
La figure 7 est un diagramme illustrant l'influence du flux magnétique parasite sur le dispositif d'allumage de la figure 5, et
la figure 8 est une vue explicative illustrant la relation entre le signal d'allumage et l'opération de commutation du circuit primaire de la bobine d'allumage.FIG. 7 is a diagram illustrating the influence of the parasitic magnetic flux on the ignition device of FIG. 5, and
FIG. 8 is an explanatory view illustrating the relationship between the ignition signal and the switching operation of the primary circuit of the ignition coil.
Comme le montre la figure 5, l'arbre tournant 1, le rotor 2, le stator 3, l'aimant permanent 4, la plaque de guidage magnétique 5, le carter 6 et la bobine de signaux 7 sont tous réalisés de la même maniere que dans le dispositif antérieur de la figure 1. La référence 8 désigne une bobine en court-circuit qui est disposée dans une position telle qu'elle ne se trouve pas dans le circuit magnétique constitué par le stator 3, le rotor 2, une partie de l'arbre tournant 1 et la plaque de guidage magnétique 5, et qui entoure l'arbre 1. As shown in Figure 5, the rotating shaft 1, the rotor 2, the stator 3, the permanent magnet 4, the magnetic guide plate 5, the housing 6 and the signal coil 7 are all made in the same way than in the prior device of FIG. 1. The reference 8 designates a short-circuit coil which is arranged in a position such that it is not found in the magnetic circuit constituted by the stator 3, the rotor 2, a part of the rotating shaft 1 and the magnetic guide plate 5, and which surrounds the shaft 1.
Le fonctionnement de ce dispositif d'allumage selon l'invention sera maintenant décrit. Quand le rotor 2 tourne par suite de la rotation de l'arbre 1, le flux magnétique qui doit être développé par l'aimant permanent 4 varie en fonction de la position relative entre le rotor 2 et le stator 3. Tout d'abord, le flux magnétique 01 qui est efficace pour produire le signal d'allumage voulu dans la bobine 7 varie comme le montre la figure 6, en (a). Ensuite, le flux magnétique 2 qui est inefficace ou désavantageux pour produire le signal d'allumage voulu varie comme le montre la figure 6 {a) sous l'influence du flux magnétique effectif 1 car la force magnétomotrice de l'aimant permanent 4 est constante et finie.Ce flux magnétique 2 inefficace ou désavantageux passe par la bobine en court-circuit 8 comme le montre la figure 5, de sorte qu'un courant de court-circuit il représenté en (b) sur la figure 6 est établi dans la bobine en court-circuit 8. Le courant i ainsi établi circule autour de l'arbre tournant 1 de sorte qu'un flux magnétique ll opposé au flux magnétique 2 précité est induit dans l'arbre 1, comme le montre la figure 6 en (b). Le flux magnétique ll n'est pas produit dans le dispositif antérieur mais il peut être obtenu dans le dispositif selon l'invention grâce à la bobine en court-circuit 8. Ce nouveau flux magnétique plll s'ajoute au flux magnétique Qll qui est efficace pour produire le signal d'allumage. I1 en résulte que la variation de flux magnétique qui produit le signal d'allumage dans la bobine 7 est augmente comme repré senté par ll sur la figure 6 (a) par le fait que le flux magnétique ll précité s'ajoute au flux de de la figure 6 (a). Ainsi, le signal de sortie d'allumage est également augmenté. The operation of this ignition device according to the invention will now be described. When the rotor 2 rotates as a result of the rotation of the shaft 1, the magnetic flux which must be developed by the permanent magnet 4 varies as a function of the relative position between the rotor 2 and the stator 3. First, the magnetic flux 01 which is effective in producing the desired ignition signal in the coil 7 varies as shown in FIG. 6, in (a). Then, the magnetic flux 2 which is ineffective or disadvantageous to produce the desired ignition signal varies as shown in FIG. 6 (a) under the influence of the effective magnetic flux 1 because the magnetomotive force of the permanent magnet 4 is constant This ineffective or disadvantageous magnetic flux 2 passes through the short-circuited coil 8 as shown in FIG. 5, so that a short-circuit current II shown in (b) in FIG. 6 is established in the coil in short circuit 8. The current i thus established flows around the rotating shaft 1 so that a magnetic flux ll opposite to the aforementioned magnetic flux 2 is induced in the shaft 1, as shown in FIG. 6 in ( b). The magnetic flux ll is not produced in the prior device but it can be obtained in the device according to the invention thanks to the coil in short circuit 8. This new magnetic flux plll is added to the magnetic flux Qll which is effective to produce the ignition signal. As a result, the variation in magnetic flux which produces the ignition signal in the coil 7 is increased as represented by ll in FIG. 6 (a) by the fact that the aforementioned magnetic flux ll is added to the flux of Figure 6 (a). Thus, the ignition output signal is also increased.
Dans le cas où le flux magnétique parasite est induit dans l'arbre tournant comme le montre la figure 7 en (a), même le signal d'allumage produit par la bobine 7 est généralement perturbé comme le montre la figure 7 en (b). Au contraire, dans le dispositif selon l'invention, comportant la bobine en court-circuit 8, un courant de court-circuit i3, représenté en (c) sur la figure 7, est induit pour établir un flux magnétique 13 opposé au flux parasite 3. In the case where the parasitic magnetic flux is induced in the rotating shaft as shown in Figure 7 in (a), even the ignition signal produced by the coil 7 is generally disturbed as shown in Figure 7 in (b) . On the contrary, in the device according to the invention, comprising the short-circuited coil 8, a short-circuit current i3, represented in (c) in FIG. 7, is induced to establish a magnetic flux 13 opposite to the parasitic flux 3.
I1 en résulte que même si le flux magnétique parasite est reçu, grâce à l'action de la bobine en court-circuit 8, l'influence sur le flux magnétique C apparaissant sur la figure 7 en (a) est réduite de sorte que la perturbation du signal d'allumage. diminue jusqu'à un niveau qui n'entraîne plus aucun mauvais fonctionnement du dispositif d'allumage. As a result, even if the parasitic magnetic flux is received, thanks to the action of the short-circuited coil 8, the influence on the magnetic flux C appearing in FIG. 7 in (a) is reduced so that the disturbance of the ignition signal. decreases to a level which no longer causes any malfunction of the ignition device.
Accessoirement, la figure 8 montre la relation entre le signal d'allumage du dispositif de ce mode de réalisation et la commande de commutation du circuit primaire de la bobine d'allumage, permettant de mieux comprendre la description faite ci-dessus. Plus particulièrement, le circuit primaire de la bobine d'allumage est fermé et rendu conducteur par la détection de la tension positive el extrêmement basse du signal d'allumage, au niveau haut H à partir du niveau bas L. Le circuit précité est ouvert pour produire une haute tension d'allumage dans le circuit secondaire à la détection de la tension positive e2 beaucoup plus basse que le signal d'allumage el, au niveau bas L à partir du niveau haut H.Le mauvais fonctionnement précité signifie que, lorsque les perturbations du signal d'allumage par le flux magnétique parasite 3 sont réduites, les tensions el et e2 extrêmement basses ne produisant pas le signal d'allumage prédéterminé sont détectées pour produire des étincelles d'allumage à des instants autres que les instants normaux. Incidentally, Figure 8 shows the relationship between the ignition signal of the device of this embodiment and the switching control of the primary circuit of the ignition coil, to better understand the description given above. More particularly, the primary circuit of the ignition coil is closed and made conductive by the detection of the positive and extremely low voltage of the ignition signal, at the high level H from the low level L. The above circuit is open for produce a high ignition voltage in the secondary circuit on detection of the positive voltage e2 much lower than the ignition signal el, at the low level L from the high level H. The abovementioned malfunction means that, when the disturbances of the ignition signal by the parasitic magnetic flux 3 are reduced, the extremely low voltages el and e2 not producing the predetermined ignition signal are detected to produce ignition sparks at times other than the normal times.
Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, la seule bobine en court-circuit 8 est montée en face de la bobine de signaux 7 sur l'arbre tournant. In the embodiment described above, the single short-circuited coil 8 is mounted opposite the signal coil 7 on the rotating shaft.
Cependant, des effets similaires peuvent être obtenus même si le dispositif est modifié de manière que l'arbre tournant soit muni de la bobine en court-circuit de l'autre côté, des deux bobines des deux côtés de celui-ci ou de plusieurs bobines.However, similar effects can be obtained even if the device is modified so that the rotating shaft is provided with the coil in short circuit on the other side, the two coils on both sides of it or several coils .
De plus, la description ci-dessus se rapporte au cas dans lequel la bobine en court-circuit 8 comporte une seule spire, mais il est également concevable que la bobine comporte plusieurs spires avec ses deux bornes en court-circuit ou que la bobine soit réalisée de façon à présenter différentes formes d'enroulement, par exemple une forme de rondelle ou de manchon fait d'une plaque de cuivre. L'invention ne doit pas être limitée à l'une de ces modifications afin de bénéficier de ses avantages. In addition, the description above relates to the case in which the short-circuited coil 8 has a single turn, but it is also conceivable that the coil has several turns with its two terminals in short-circuit or that the coil is produced so as to have different forms of winding, for example a shape of washer or sleeve made of a copper plate. The invention should not be limited to one of these modifications in order to benefit from its advantages.
Comme cela a été expliqué ci-dessus, selon l'invention, grâce à la bobine en court-circuit prévue de manière à entourer l'arbre tournant, il est possible d'augmenter le signal d'allumage prédéterminé et d'en réduire les perturbations qui pourraient autrement être produites par le flux magnétique parasite. En conséquence, l'invention présente l'avantage que le signal d'allumage est stabilisé en utilisant un moyen structurel simple, aboutissant ainsi à un dispositif d'allumage de grande fiabilité. As explained above, according to the invention, thanks to the short-circuited coil provided so as to surround the rotating shaft, it is possible to increase the predetermined ignition signal and to reduce the disturbances that might otherwise be produced by the parasitic magnetic flux. Consequently, the invention has the advantage that the ignition signal is stabilized using simple structural means, thus resulting in a highly reliable ignition device.
Claims (2)
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