FR2523218A1 - Dispositif pour detecter des rates d'allumage - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF POUR DETECTER DES RATES D'ALLUMAGE, CONVENANT NOTAMMENT POUR ETRE INSTALLE A BORD D'UN VEHICULE AUTOMOBILE. A L'AIDE DE FILTRES PASSE-HAUT 60 A 64 COUPLES, ENTRE LE DISTRIBUTEUR D'ALLUMAGE 19 ET LES BOUGIES 21 A 24, AVEC LES CONDUCTEURS D'ALLUMAGE, ON DETECTE LA VARIATION DE LA TENSION AUX BOUGIES QUI EST EN RELATION AVEC L'ETABLISSEMENT DE L'ETINCELLE D'ALLUMAGE; LES FILTRES PASSE-HAUT SONT AGENCES DE MANIERE A NE TRANSMETTRE UN SIGNAL DE SORTIE SOUS FORME DE PIC A UN ETAGE D'ESTIMATION 57 QUE LORSQUE CETTE VARIATION DE TENSION SE PRODUIT EN RELATION AVEC LA TETE D'ETINCELLE; L'ETAGE D'ESTIMATION PRODUIT, PAR COMBINAISON LOGIQUE CONJONCTIVE DES SIGNAUX DE SORTIE DE FILTRE AVEC DES IMPULSIONS DE REFERENCE 58 PRODUITES EN SYNCHRONISME AVEC LES IMPULSIONS D'ALLUMAGE, DES SIGNAUX DE SORTIE APPROPRIES POUR LA DETECTION ET L'INDICATION DES RATES D'ALLUMAGE.

Description

La présente invention concerne un dispositif pour détecter des ratés

d'allumage dans des moteurs

à combustion interne à commande extérieure dans les-

quels la tension d'allumage est appliquée à l'aide d'un distributeur dans la séquence prévue aux circuits d'allumage, associés chacun à une bougie d'allumage,

de l'installation d'allumage, le dispositif compor-

tant au moins un étage de différenciation agencé sous forme de filtres passe-haut, qui produit un signal

pulsatoire en relation avec le pic de tension d'allu-

mage d'un processus d'allumage ainsi qu'un étage d'esti-

mation qui traite ledit signal pulsatoire avec un autre signal électrique caractéristique du processus d'allumage de façon à produire à sa sortie des signaux

caractéristiques d'un fonctionnement correct ou dé-

fectueux de l'installation d'allumage et pouvant être affichés. Un tel dispositif est connu en combinaison avec une installation d'allumage à batterie classique, dans laquelle la tension d'allumage est établie dans le circuit secondaire d'une bobine d'allumage, d'après

la demande de brevet allemand DE AS 23 26 839.

Il se produit des ratés d'allumage lorsque la tension fournie par la source de tension d'allumage, par exemple une bobine ou un transformateur d'allumage, n'est pas suffisante pour que l'étincelle soit créée dans la voie de passage d'étincelle, ou éclateur,

d'une bougie d'allumage.

Des causes possibles d'apparition de ratés d'allumage sont par exemple: un trop grand espacement des électrodes de la bougie d'allumage provoqué par un brûlage ou une corrosion, un encrassement des électrodes de la bougie par des résidus de plomb ou de l'huile, d'autres trajets de fuite électrique dans le circuit d'allumage, un réglage trop pauvre du mélange combustible, ou

un retardement du point d'allumage.

Lorsqu'ils apparaissent de façon seulement sporadique, des ratés d'allumage altèrent l'uniformité de marche du moteur à combustion interne, par exemple le moteur d'entraînement d'un véhicule automobile, et lorsque leur apparition s'amplifie, il se produit une diminution considérable de la puissance du moteur Ces ratés constituent dans chaque cas un indice de fonctionnement incorrect de l'installation

d'allumage du moteur et il existe un risque d'endomma-

gement de ce dernier.

Il est par conséquent intéressant de dé-

tecter le plus tôt possible des ratés d'allumage, également lorsqu'ils ne se produisent initialement

que de façon isolée, pour pouvoir éviter en temps cor-

rect un endommagement du moteur par des mesures appro-

priées d'entretien et/ou de réparation.

Le dispositif connu assure, à partir d'une analyse de l'évolution temporelle de la tension dans le circuit secondaire de la source de tension d'allumage, aussi bien une détection de ratée d'allumage que la détermination de leurs causes au moins à un degré limité Il comporte un organe de différenciation RC, pouvant être couplé galvaniquement par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas RC à la borne haute tension de la source de tension d'allumage, et dont le signal de sortie est appliqué à l'entrée positive d'un premier amplificateur de différence dont l'entrée négative reçoit, de façon appropriée par l'intermédiaire d'un diviseur de tension à résistances

réglable, un signal de comparaison de tension carac-

térisant une valeur minimale de la tension d'allumage.

Le signal de sortie de ce premier amplificateur de différence utilisé comme discriminateur d'amplitude est un signal de haut niveau lorsque la variation de tension se produisant à l'instant d'allumage de consigne dans le circuit secondaire de la bobine d'allumage correspond à peu près à la valeur carac-

téristique d'un fonctionnement correct de l'installa-

tion d'allumage En outre le dispositif connu comporte un organe RC d'intégration, pouvant être également couplé galvaniquement à la borne haute tension de la source de tension d'allumage et dont le signal de sortie est appliqué à l'entrée positive d'un second amplificateur de différence dont l'entrée négative reçoit également, à l'aide d'un diviseur de tension à résistances réglable de façon appropriée, une tension de comparaison dont la valeur est telle

que, dans le cas d'un fonctionnement correct de l'ins-

tallation d'allumage, la tension de sortie de l'organe d'intégration reste inférieure, tant que l'étinc-elle d'allumage est établie, à la tension d'établissement d'étincelle Dans le cas d'un fonctionnement correct de l'installation d'allumage, le signal de sortie du premier amplificateur de différence est par conséquent un signal de niveau haut tandis que le signal de sortie du second amplificateur de différence, du fait que l'intégrale de la tension d'établissement d'étincelle ne dépasse pas un seuil caractéristique

d'un fonctionnement correct de l'installation d'allu-

mage, est un signal de bas niveau Par exemple

lorsqu'il existe dans le circuit d'allumage des tra-

jets de fuite de courant, il en résulte que la tension

d'allumage n'est pas atteinte dans la voie d'établis-

sement d'étincelle, ou éclateur de la bougie corres-

pondante et la tension secondaire de la bobine d'allu-

mage diminue relativement lentement de sorte que le signal de sortie du premier amplificateur de différence

est un signal de bas niveau et que le signal de sor-

tie du second amplificateur de différence est un signal de niveau haut En outre lorsqu'il se produit, pendant un cycle d'allumage et dans le cas d'une fiche de bougie défectueuse, plusieurs décharges dans celle-ci de sorte que l'étincelle d'allumage n'est également pas établie entre les électrodes de la bougie, le signal de sortie du second amplificateur de différence est également un signal de haut niveau pendant ce cycle d'allumage, auquel cas simultanément le signal de sortie du premier amplificateur de différence peut être un signal de haut niveau Les

combinaisons des signaux de sortie des deux amplifi-

cateurs de différence, qui caractérisent un fonctionne-

ment correct et un fonctionnement défectueux, résultant de différentes causes, de l'installation d'allumage, sont traités dans un étage de traitement logique pour

produire des signaux d'indication correspondants.

Le dispositif connu est affecté, à cause de

ses caractéristiques de construction et de fonctionne-

ment précisées ci-dessus, au moins par les inconvé-

nients suivants: lorsque l'éclateur de la bougie est court-circuité par des trajets de fuite d'une résistance relativement

faible de telle sorte que, en relation avec le perce-

ment de l'éclateur du distributeur, son courant de dé-

charge peut passer, dans le cas d'une faible tension de percement, dans les trajets de fuite de la bougie d'allumage, la variation de la tension dans le circuit secondaire de la bobine d'allumage correspond, pour une

variation de tension très rapide à l'instant de perce-

ment de l'éclateur de distributeur et pour une faible valeur de la tension d'établissement d'étincelle, pratiquement à celle d'un cycle d'allumage normal et on obtient, bien que l'étincelle d'allumage ne soit

#jus -

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pas produite dans la bougie, aux sorties des deux

amplificateurs de différence une combinaison de si-

gnaux de sortie qui correspond à un processus normal d'allumage; des ratés d'allumage engendrés de cette manière ne peuvent par conséquent pas être détec- tés correctement par le dispositif connu D'autre part, dans des cas o l'éclateur de bougie nécessite une tension d'allumage très faible, il est possible

avec le dispositif connu que le premier discrimina-

teur d'amplitude ne réagisse pas car la variation de tension se produisant en tête d'étincelle est trop faible et il se produit ainsi aux sorties des deux

amplificateurs de différence une combinaison de si-

gnaux qui est caractéristique d'un fonctionnement défectueux de l'installation d'allumage En outre le dispositif connu, sans tenir compte du fait qu'il ne convient pas pour assurer un diagnostic correct d'un nombre limité de causes de défauts dans le système d'allumage d'un moteur de véhicule, n'est pas approprié pour être utilisé comme appareil de bord d'un véhicule, qui doit fournir au conducteur le plus rapidement possible des indications précisant quand une opération d'entretien est nécessaire et qui doit d'autre part contribuer à éviter des travaux

d'entretien inutiles Il s'ajoute à cela que le dis-

positif connu, du fait de sa structure compliquée, est

trop coûteux On rencontrerait également cet incon-

vénient si, pour chercher à simplifier sa structure

dans le cadre de son étage de traitement, on effec-

tuait simplement une combinaison logique, permettant de détecter des ratés d'allumage, des signaux de sortie

des deux discriminateurs d'amplitude.

L'invention a en conséquence pour but de créer

un dispositif du type précité, qui permette une dé-

tection plus correcte et plus complète de ratés

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d'allumage d'un moteur à combustion interne et qui puisse en outre être fabriqué d'une façon suffisamment simple et peu coûteuse pour pouvoir être utilisé le cas

échéant comme appareil de bord d'un véhicule automo-

bile. Ce problème est résolu selon l'invention en ce que, pour chaque circuit d'allumage du moteur à combustion interne, il est prévu, un filtre passe-haut auquel peut être appliqué, à partir du circuit d'allumage, un signal de tension qui est exclusivement

en relation avec les variations de tension se produi-

sant lors de l'établissement de l'étincelle d'allu-

mage dans l'éclateur de la bougie, en ce que ces filtres passe-haut sont reliés, entre les électrodes fixes du distributeur d'allumage et les bougies d'allumage, aux circuits d'allumage correspondants, en ce qu'en outre il est prévu un étage de référence, qui produit à sa sortie les signaux électriques caractéristiques des instants d'allumage de consigne des circuits d'allumage du moteur à combustion interne et en ce qu'un étage d'estimation et d'indication reçoit des signaux

de sortie des filtres passe-haut en vue d'une combinai-

son logique OU, de manière à produire, à partir d'un traitement logique des signaux de sortie de filtres et des signaux de sortie d'étage de référence,

les signaux de sortie caractéristiques d'un fonctionne-

ment correct ou défectueux de l'installation d'allumage.

Ainsi chacun des circuits d'allumage, conte-

nant une bougie d'allumage, du moteur à combustion interne est associé à un filtre passe-haut utilisé comme un organe de différenciation et dont la fréquence limite inférieure est choisie à une valeur suffisamment élevée pour qu'il réagisse seulement à des variations

de tension se produisant très rapidement c'est-à-

dire les variations de tension se produisant à l'ins-

tant d'allumage et en relation avec ce qu'on appelle la tête d'étincelle, et pour qu'il transmette en correspondance des signaux de tension de haute fréquence; ces filtres passe-haut sont reliés de préférence capacitivement -, entre le distribu- teur d'allumage et la bougie du circuit d'allumage correspondant, à celui-ci; ils sont agencés de manière à transmettre exclusivement des signaux de différenciation, qui sont en relation avec la variation de tension se produisant en tête d'étincelle, à un étage d'estimation tandis que des signaux de différenciation qui sont en relation avec des variations de tension dans le sens opposé sont arrêtés par des organes de court-circuitage,

par exemple des diodes polarisées de façon appropriée.

On évite ainsi globalement que des variations de tension se produisant dans l'éclateur du distributeur d'allumage soient transmises par l'intermédiaire du

filtre passe-haut à l'étage d'estimation et produi-

sent ainsi une indication de fonctionnement correct de l'installation d'allumage bien qu'il existe effectivement une condition incorrecte Le dispositif selon l'invention permet ainsi une détection plus

correcte des ratés d'allumage et il convient par con-

séquent également mieux pour être monté comme appareil

de bord dans un véhicule automobile; en outre le dis-

positif selon l'invention peut être fabriqué d'une façon peu conteuse, le cas échéant en utilisant dans son étage de référence des capteurs électroniques de vitesse existants dans un véhicule, ce qui facilite son incorporation comme appareil de bord à un véhicule automobile. Selon d'autres particularités de l'invention

a) la fréquence limite inférieure des filtres passe-

haut est au moins cent fois supérieure à la fréquence

d'oscillation propre du circuit d'allumage correspon-

dant à laquelle la tension de bougie diminue dans ce circuit après le raté de l'étincelle d'allumage b) les filtres passe-haut sont agencés comme des organes de différenciation RC, comprenant chacun un

condensateur de couplage et une résistance de dériva-

tion commune, à laquelle est branchée en parallèle une diode qui est polarisée de manière à bloquer des impulsions de différenciation produites en relation avec l'établissement de l'étincelle d'allumage; c) les condensateurs de couplage des composants RC ont des capacités qui sont petites par rapport aux capacités des conducteurs d'allumage et la résistance

de dérivation a une valeur d'environ 100 ohms.

Ainsi, avec de telles caractéristiques, il est possible d'utiliser comme filtres passe-haut

de simples filtres RC et les valeurs indiquées ci-

dessus pour leurs composants se sont avérées particu-

lièrement avantageusement dans des essais pratiques.

Selon encore d'autres particularités de l'invention: d) les éléments capacitifs des composants RC utilisés comme filtres passe-haut comportent des électrodes de grande surface pouvant être appliquées contre les

conducteurs d'allumage et qui entourent ces conduc-

teurs partiellement ou complètement; e) les électrodes de grande surface des capacités de couplage sont agencées sous forme d'étriers

entourant les conducteurs d'allumage sur une zone péri-

phérique d'au moins 1800, s'appliquant à plat sur leur gaine isolante, pouvant être expansés élastiquement et reliés ensemble par des éléments intercalaires, ces

étriers étant fabriqués à partir d'un matériau conduc-

teur isolé en forme de barreau plat; f) la résistance de dérivation des composants RC, par l'intermédiaire de laquelle leurs capacités de couplage sont reliées à la masse du circuit, est

disposée au voisinage immédiat des capacités de cou-

plage. Avec un tel agencement des filtres passe- haut ou des composants de différenciation, leurs capacités de couplage peuvent être agencées de manière

à assurer d'une manière simple également la combinai-

son logique OU des signaux de sortie des filtres; en outre on obtient un agencement de la résistance de dérivation commune des filtres passe-haut qui permet

d'éliminer des champs électriques de fuite perturba-

teurs.

Selon encore d'autres particularités de l'in-

vention: g) les condensateurs des filtres passe-haut RC sont

couplés, entre les éclateurs de bougie et les résis-

tances d'antiparasitage reliées en série avec des derniers, avec les différents circuits d'allumage; h) il est prévu, en relation avec les capacités de couplage des filtres passe-haut, des électrodes périphériques cylindriques disposées sur les corps d'isolation des bougies d'allumage et qui sont chacune reliées à la masse de circuit par l'intermédiaire d'une résistance de dérivation;

i) la fréquence limite inférieure des filtres passe-

haut couplés, entre les résistances de déparasitage et

les éclateurs des bougies d'allumage, avec les cir-

cuits d'allumage des différents cylindres du moteur,

a une valeur d'au moins 50 à 100 M Hz.

Avec un tel agencement des filtres, ceux-ci

peuvent seulement transmettre encore des signaux de va-

riation de tension qui sont engendrés par des variations

de tension se produisant avec une rapidité correspon-

dante Une variation suffisamment rapide de la tension

de bougie est établie dans la première phase d'établis-

sement de la tête d'étincelle aussi longtemps que celle-ci est alimentée par la décharge de la capacité de bougie, dont la constante de temps de décharge est inférieure, de deux à trois ordres de

grandeur, aux constantes de temps de décharge des dif-

férentes bougies qui sont essentiellement déterminées

par les capacités considérablement plus grandes des con-

ducteurs d'allumage et des résistances d'antiparasitage;

en conséquence, avec un tel agencement et un tel cou-

plage des filtres passe-haut, on est assuré de la meilleure façon possible que, lorsqu'il se produit un signal à la sortie d'un filtre, celui-ci soit effectivement déclenché par une étincelle d'allumage se produisant dans l'éclateur de bougie A cet égard, il peut également être avantageux de prévoir, en addition aux filtres passe-haut couplés avec les bougies et de fréquence limite élevée, un groupe de filtres

d'une fréquence limite plus faible et qui sont cou-

plés entre le distributeur d'allumage et la résistance d'antiparasitage Lorsque dans ce cas un signal correspondant à une étincelle d'allumage est transmis

par l'intermédiaire des filtres "lents", mais ce-

pendant non par l'intermédiaire des filtres "rapides" couplés avec les bougies, on établit ainsi que le signal

transmis ne peut être provoqué que par une décharge pro-

venant du conducteur d'allumage, et cela facilite

ainsi également la localisation d'un défaut se manifes-

tant dans l'installation d'allumage.

On obtient un résultat correspondant lors-

qu'il est prévu, en addition ou en variante aux filtres

passe-haut "lents" et/ou'lrapides un détecteur de cou-

rant qui produit à sa sortie un signal caractéristique du courant appliqué en tête de l'étincelle d'allumage; ce détecteur de courant produit un signal de sortie

destiné à être traité dans l'étage d'estimation seu-

lement lorsqu'il passe dans l'éclateur de bougie

un courant élevé en relation avec la tête d'étincelle.

Selon une autre caractéristique de l'in-

vention, il est prévu comme détecteur de courant un enroulement inducteur disposé dans la fiche de bougie ou bien sur le corps isolant de la bougie d'allumage

du circuit d'allumage correspondant.

Selon encore d'autres particularités de l'invention:

j) dans l'étage de référence, il est prévu un géné-

rateur de signaux de référence qui produit des impul-

sions de référence correspondant au point d'allumage, en outre un générateur d'impulsions d'estimation qui produit des impulsions d'estimation de courte durée correspondant au flanc arrière de l'impulsion

de référence ainsi qu'un générateur d'impulsions d'en-

clenchement, qui produit de son côté des impulsions d'enclenchement de courte durée correspondant au flanc arrière des impulsions d'estimation et en ce qu'il est prévu dans l'étage d'estimation un étage basculant pouvant être enclenché par les impulsions d'enclenchement de l'étage de référence de façon que son signal de sortie atteigne un niveau défini, par exemple un niveau haut, et pouvant être remis à zéro par les impulsions de sortie du circuit à filtres passe-haut, le signal de sortie de cet étage basculant étant appliqué à une des entrées d'une porte ET à deux entrées qui reçoit à son autre entrée les impulsions d'estimation de l'étage de référence; k) l'étage d'estimation comporte un compteur annulaire qui peut être remis à zéro à chaque fois par une impulsion de synchronisation dérivée de la tension d'allumage dans un cylindre déterminé, par exemple le premier cylindre du moteur, qui reçoit comme impulsions de comptage des impulsions d'horloge engendrées au point d'allumage des différents circuits d'allumage et

qui caractérise par ses signaux de sortie, repré-

sentant un compte du compteur, le circuit d'allumage respectivement excité et en ce qu'à chaque circuit d'allumage est associé un élément indicateur à diodes émettrices de lumière qui sont excitées par les signaux de sortie de la porte ET et du compteur annulaire, les différents éléments indicateurs étant branchés en parallèle au signal de sortie de la porte ET et les signaux de sortie représentant un compte du compteur étant appliqués séparément aux éléments indicateurs correspondants. Ainsi il est possible de réaliser avec des moyens simples du domaine technique des circuits électroniques un étage de référence et un étage d'estimation ainsi qu'un dispositif indicateur qui permettent un traitement correct des signaux de sortie des filtres passe-haut ou des détecteurs de

courant pour produire des signaux de détection de ra-

tés d'allumage et pour assurer leur affichage en rela-

tion avec les circuits d'allumage.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention, il est possible d'obtenir un dispositif

de détection de ratés d'allumage d'une structure par-

ticulièrement simple présentant la particularité sui-

vante: 1) l'étage de traitement et de combinaison logique

comporte un organe de mémorisation qui peut être enclen-

ché par les signaux de sortie caractérisant les instants d'allumage de consigne et qui peut être remis à zéro par les impulsions de sortie de différenciation du

circuit à filtres passe-haut.

Dans le cas d'un fonctionnement correct de l'installation d'allumage, cet organe de mémorisation

n'est enclenché que pendant une courte durée et, aussi-

tôt que l'étincelle d'allumage se produit, il est immédiatement remis à zéro Cependant lorsqu'il se produit un raté d'allumage, l'organe de mémorisation reste enclenché pendant une plus longue période, c'est-àdire jusqu'à ce qu'une étincelle d'allumage

se produise à nouveau.

Selon encore une autre particularité de l'in-

vention: m) l'organe de mémorisation est agencé sous forme d'une bascule RS dont la sortie Q est reliée à un organe d'intégration; il est ainsi possible de produire d'une manière simple un signal approprié pour indiquer

un raté d'allumage.

Selon encore d'autres particularités de l'invention: n) dans l'étage de traitement et de combinaison logique; il est prévu un organe de temporisation qui délimite

un créneau temporel dans lequel l'organe de mémorisa-

tion peut recevoir des impulsions de remise à zéro, ce créneau correspondant à un intervalle de temps qui commence lors de l'enclenchement de la montée de la tension d'allumage et qui a une durée couvrant

la période de décharge de tension de la bobine d'allu-

mage jusqu'à ce que la tension d'allumage fournie atteigne le maximum; o) le créneau temporel établi par l'organe de temporisation est déterminé par la durée des impulsions de sortie d'un étage basculant monostable prévu comme organe de temporisation et qui est déclenché par le flanc avant d'un signal pulsatoire amorcé par la montée de la tension d'allumage; p) l'organe de temporisation est agencé sous forme d'un organe d'adaptation dont la durée d'impulsions de définition de créneau temporel se termine lorsque la tension entre les électrodes de bougie atteint

une première valeur extrême.

Ainsi, dans le dispositif de détection de ratés d'allumage conforme à l'invention, la période d'observation pendant laquelle des impulsions de sortie

de différenciation qui sont produites pour des étin-

celles d'allumage se déclenchant correctement sont transmises au circuit à filtres passe-haut en vue d'un traitement, est limitée à un créneau temporel qui correspond à peu près à l'intervalle de temps couvrant la période de décharge en tension de la bobine d'allumage jusqu'à ce que le maximum

de la tension d'allumage fournie soit atteint.

Selon encore d'autres particularités de l'invention: q) il est prévu un second organe de temporisation, qui définit à l'intérieur du créneau temporel déterminé par le premier organe de temporisation un second créneau temporel qui commence en même temps que le premier créneau temporel mais qui est plus court que celui-ci, la grandeur du second créneau temporel

étant telle que, pour une plus faible valeur de consi-

gne de la tension d'allumage, l'impulsion d'allumage

se produise à l'intérieur de ce second créneau tempo-

rel, et l'étage de traitement et de combinaison logique

engendre un signal de sortie quand une impulsion d'allu-

mage, ou bien l'impulsion de sortie de différenciation, combinée avec celle-ci, du circuit à filtres passe-haut, se produit encore à l'intérieur du premier créneau temporel mais cependant déjà à l'extérieur du second créneau temporel; r) le premier créneau temporel est défini par la durée d'une impulsion de haut niveau sortant du premier organe de temporisation tandis que le second créneau temporel est défini par la durée d'une impulsion de bas niveau sortant du second organe de temporisation, les impulsions de sortie des organes de temporisation sont appliquées sous forme d'impulsions d'entrée à une porte ET à deux entrées dont le signal de sortie est appliqué à une des entrées d'une seconde porte ET à deux entrées qui reçoit à son autre entrée les impulsions de sortie de différenciation du circuit à filtres passe-haut et en outre un élément indicateur peut être excité par les impulsions de sortie de cette seconde porte ET; s) l'élément indicateur peut être excité par le signal de sortie d'un étage basculant monostable déclenché

par les impulsions de sortie de la seconde porte ET.

Ainsi, grace à la division de ce créneau d'observation, il est possible de réaliser avec des moyens simples le dispositif de détection de ratés d'allumage conforme à l'invention; par exemple, lorsque ce dispositif est destiné à être agencé sous

forme d'un appareil de bord, on peut obtenir un si-

gnal d'avertissement qui indique au conducteur qu'il

ne dispose que d'une réserve limitée de tension d'allu-

mage. Selon encore d'autres particularités de l'invention: t) à partir d'une combinaison logique conjonctive d'un signal caractéristique de l'apparition d'un raté

d'allumage avec un signal caractéristique de l'activa-

tion d'une régulation par limitation de tension à la bobine d'allumage, on produit un signal de diagnostic

caractéristique d'un trop grand espacement entre élec-

trodes; u) un signal qui indique que, dans le cas d'un raté d'allumage, celui-ci est provoqué par des trajets de fuite dans le système d'allumage, est obtenu à partir

d'une combinaison logique conjonctive de signaux indi-

quant que d'une part un raté d'allumage s'est produit

et que d'autre part cependant la régulation par limi-

tation de tension de l'installation d'allumage n'a pas réagi pendant le premier créneau temporel-; v) pour la commande du courant primaire de la bobine d'allumage, le dispositif de commande d'un système d'allumage à bobine et transistor est enclenché et en outre on assure, en plus de la commande de la séquence d'étincelles d'allumage aux instants d'allu-

mage corrects, dans le cas d'une fourniture ou demande excessive de tension d'allumage, une limitation de tension par mise en conduction du transistor extrême du dispositif de commande, ledit dispositif de commande

produisant à une première sortie une séquence d'impul-

sions de tension dont la durée correspond à la période de blocage du transistor extrême et fournissant à une seconde sortie un signal de tension dont la crête est proportionnelle au courant passant dans la bobine primaire; w) la bascule RS prévue comme organe de mémorisation peut être enclenchée par les impulsions de sortie d'un organe de différenciation, auquel sont appliquées, comme

signaux d'entrée, des impulsions produites par inver-

sion des impulsions de tension apparaissant à la pre-

mière sortie du dispositif de commande, et qui peut être remis à zéro par les impulsions de remise à zéro provenant d'une porte NON-ET à deux entrées qui reçoit comme signaux d'entrée d'une part les impulsions de sortie de l'organe de temporisation et d'autre part les impulsions de différenciation du circuit à filtres passe-haut et en outre il est prévu une porte NI à deux entrées qui reçoit à une de ses entrées le signal de sortie d'inverseur et à son autre entrée les impulsions de sortie de l'organe de temporisation, le signal de sortie de la porte NI et le signal de sortie Q de la bascule RS étant appliqués comme signaux d'entrée à une porte NON-ET à deux entrées; x) dans l'étage de traitement et combinaison logique, il est prévu une autre bascule RS dont la sortie Q est enclenchée par les impulsions de sortie de l'organe de différenciation pour un niveau haut du signal de sortie et qui reçoit à son entrée de remise à zéro le signal de sortie d'une porte NON-ET à deux entrées, qui reçoit d'une part comme premier signal d'entrée le signal de sortie qui est un signal de tension de niveau haut quand le transistor extrême du dispositif de commande est conducteur et lorsqu'il se produit une chute de tension par l'intermédiaire de sa résistance de liaison à la masse, et d'autre part comme second signal d'entrée le signal de sortie de l'organe de temporisation, et il est prévu un

premier organe de combinaison logique NI à deux en-

trées qui reçoit comme signal d'entrée d'une part les signaux de sortie de la porte ET branchée en série avec la bascule et d'autre part le signal de sortie Q de l'autre bascule, ainsi qu'un second organe de combinaison logique NI à deux entrées qui reçoit comme signaux d'entrée également les signaux de sortie de la porte ET ainsi que le signal de sortie Q inverse

du signal de sortie Q de l'autre bascule.

On obtient ainsi des agencements, simples à réaliser du point de vue de la technique des circuits, du dispositif de combinaison logique qui permettent d'une part de détecter des ratés d'allumage et d'autre part

également de diagnostiquer les causes des ratés d'al-

lumage.

Lorsqu'il est prévu, dans le dispositif

de détection de ratés d'allumage conforme à l'inven-

tion, un organe de réglage à l'aide duquel il est possible d'établir une tension d'allumage bien définie, on peut prédéterminer la réserve de tension d'allumage de l'installation d'allumage par abaissement de la

tension d'allumage fournie.

Pour une utilisation comme appareil de bord, il convient notamment d'utiliser des agencements du dispositif de détection de ratés d'allumage selon l'invention qui produisent unsignal d'avertissement

lors de l'apparition de ratés d'allumage et/ou lors-

que la réserve de tension d'allumage tombe en dessous

d'un minimum critique.

Dans une station appropriée de diagnostic pour travaux d'entretien, il convient notamment d'utiliser des agencements du dispositif de détection

de ratés d'allumage qui permettent également un dia-

gnostic des causes de ratés d'allumage.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention:

y) en liaison avec un appareil de diagnostic station-

* naire, il est prévu une pince de couplage comportant des mâchoires de serrage agencées sous forme de plaques conductrices et pouvant être reliées parallèlement à des conducteurs d'allumage également disposés en parallèle, -la pince étant agencée sous forme d'une pince à fermeture automatique qui est sollicitée par ressort dans la direction de fermeture et dont les mâchoires de serrage sont reliées entre elles par l'intermédiaire d'un conducteur flexible et peuvent être raccordées à la résistance de dérivation, placée

du côté de l'appareil, du circuit à filtres passe-

haut. Une telle pince de couplage capacitif permet de relier l'installation d'allumage d'un véhicule, qui n'est pas lui-même équipé d'un dispositif

de détection de ratés d'allumage, avec l'appareil sta-

tionnaire d'une manière simple et pour une valeur défi-

nie des capacités de couplage du circuit à filtre passe-

haut. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite

de la description, donnée à titre d'exemple non limi-

tatif, et en regard des dessins annexés dans lesquels la figure 1 montre la structure de principe d'un dispositif conforme à l'invention pour détecter des ratés d'allumage, sous la forme d'un schéma de blocs fonctionnels partiellement très simplifié,

la figure 2 donne des diagrammes d'impulsions per-

mettant d'expliquer le fonctionnement du dispositif de la figure 1,

la figure 3 est une représentation graphique don-

nant la variation temporelle, caractéristique d'un déroulement correct d'un cycle d'allumage, de la

tension dans le circuit secondaire d'une bobine d'allu-

mage agencée comme une source de tension d'allumage, la figure 4 montre un agencement spécial des organes de différenciation prévus dans le dispositif de la figure 1, la figure 5 représente un autre agencement avantageux d'un dispositif conforme à l'invention pour détecter

des ratés d'allumage, qui permet également de détermi-

ner les causes de défauts, la figure 6 donne des diagrammes d'impulsions permettant d'expliquer le fonctionnement du dispositif de la figure 5,

la figure 7 donne des détails d'un étage de traite-

ment et combinaison logique pouvant être incorporé au dispositif de détection de ratés d'allumage de la figure 5,

les figures 8 et 9 représentent des courbes de four-

niture de tension d'allumage et un diagramme d'impul-

sions permettant d'expliquer le fonctionnement de l'étage de traitement et combinaison logique de la figure 7, et la figure 10 représente une pince de couplage

servant au couplage capacitif d'un dispositif de dé-

tection de ratés d'allumage selon l'invention avec les conducteurs d'allumage d'un véhicule automobile. La figure 1, qui va être décrite en détail dans la suite, représente un dispositif 10 conforme à l'ivnention pour détecter des ratés d'allumage dans le cas d'un moteur à combustion interne à commande externe, qui est supposé être, pour faciliter la

description, un moteur d'entraînement à quatre cylin-

dres d'un véhicule automobile et qui est représenté par son installation d'allumage 11 indiquée sur la partie gauche de la figure 1 Cette installation d'allumage il est représentée, pour simplifier et sans limitation de généralisation, sous la forme d'une installation d'allumage à bobine qui est d'une structure et d'un fonctionnement conventionnels et qui comporte une bobine d'allumage 12 utilisée comme accumulateur d'énergie d'allumage et comme source

de haute tension d'allumage et dont l'enroulement pri-

maire 13 est relié, lorsque l'allumage est enclenché, c'est-à-dire lorsque le contacteur d'allumage 14 est

fermé, à la batterie 16 du véhicule par sa borne posi-

tive 15 tandis que son enroulement secondaire 17 est

relié par sa borne de haute tension 4 de façon électri-

quement conductrice au doigt 18 du distributeur d'allu-

mage 19 par l'intermédiaire duquel la haute tension

fournie par la bobine 17 est appliquée, dans la séquen-

ce d'allumage prévue, aux différents circuits d'allu-

mage associés aux bougies 21 à 24, qui sont représen-

tées chacune sur la figure 1 par une voie d'éclate-

ment d'étincelle, appelée éclateur On a désigné par 36 à 39 des résistances d'anti-parasitage, reliées en

série avec les bougies 21 à 24, placées dans les con-

ducteurs d'allumage 31 à 34 reliant les électrodes fixes 26 à 29 du distributeur d'allumage avec les bougies 21 à 24 associées aux fiches de bougies non représentées Le condensateur d'allumage 44 est branché en parallèle avec le contact 41 du rupteur 42, qui ouvre et ferme le conducteur 43, assurant la liaison entre la borne commune 1 de l'enroulement primaire 13 et de l'enroulement secondaire 17 de la bobine d'allumage 12 avec la masse du circuit, dans

-une séquence périodique en corrélation avec l'excita-

tion des différents circuits d'allumage.

La variation temporelle de la tension secondaire de la bobine d'allumage 12 correspondant à un cycle correct d'allumage de l'installation 11, a été représentée par des courbes en trait fort sur la

figure 3, o on a mis en évidence les symboles utili-

sés dans la suite pour expliquer le fonctionnement de l'installation d'allumage il; on va supposer initialement que, pour la production de l'étincelle d'allumage, la haute tension négative de sortie de la

bobine d'allumage 12 est appliquée à l'électrode cen-

trale des bougies 21 à 24 excitées en correspondance

et dont la contre-électrode est reliée à la masse.

A l'instant t 0, le contacteur 41 du rupteur 42 commandé par came est ouvert et le conducteur 43, dans lequel passait auparavant le courant primaire

de la bobine d'allumage 12, est ouvert En consé-

quence il se produit dans l'enroulement secondaire 17 de la bobine d'allumage 12 une haute tension négative

dont la valeur absolue augmente rapidement Indépendam-

ment d'une courte phase initiale, non représentée sur la figure 3 et dans laquelle les capacités sollicitant la bobine d'allumage sont chargées, la pente de la

courbe de variation de tension s'établissant pratique-

ment à l'instant t O s'élève à environ 0,5 k V/ms Il se

produit à la suite de cette tension secondaire direc-

tement fournie par la bobine d'allumage et repré-

sentée sur la figure 3 par le premier tronçon 46 de la courbe de variation de tension secondaire, à l'instant tv, une augmentation positive de tension 47 qui résulte d'une interruption de courte durée de la tension dans le circuit secondaire de la bobine d'allumage lorsque, dans le distributeur d'allumage, l'éclateur constitué par le contact du doigt tournant du distributeur et l'électrode fixe 26, 27, 28 ou 29 associée au circuit d'allumage excité en correspondance,

est traversé par un arc et devient ainsi conducteur.

A partir de cet instant, la tension secondaire négative -

de la bobine d'allumage 12, comme l'indique la seconde

branche décroissante 48 de la courbe de tension se-

condaire, décroît à nouveau rapidement avec une pente un peu plus faible, la tension agissant sur la bougie d'allumage correspondante suivant à partir de l'instant tv le tronçon 49, représenté en trait interrompu, de

la courbe de tension secondaire de la bobine 12 jus-

qu'à ce que, à l'instant tz, la tension d'allumage Uz dans la bougie atteigne une valeur par exemple de k V et provoque le déclenchement de l'étincelle d'allumage; cette étincelle s'établit avec une crête de courant fort de courte durée, qui correspond à un second tronçon de croissance très rapide 51 de la tension de bougie et de la tension à la sortie de

bobine; dans ce tronçon, la tension à la bougie d'allu-

mage augmente avec une pente de 1 k V/ms jusqu'à la va-

leur relativement faible de la tension d'arc UB qui est

par exemple de 500 V et pour laquelle la queue d'étin-

celle 52 reliée à la crête d'étincelle 51 continue à progresser jusqu'à ce que finalement, au bout d'une durée typique d'étincelle T de 1,5 ms par exemple,

l'énergie emmagasinée dans la bobine d'allumage 12 pen-

dant la phase précédente de fermeture du rupteur soit consommée suffisamment pour que l'étincelle d'allumage se détache à l'instant t F et que l'énergie résiduelle encore existante diminue dans la phase d'extinction 53 sous la forme d'oscillations de tension et de courant amorties La tension de sortie pouvant être fournie par la bobine d'allumage 12 pendant la durée d'étincelle TF est supérieure, de la

grandeur de la tension d'arc de l'éclateur de distri-

buteur, à la tension d'arc UB de-l'éclateur de bougie.

Lorsqu'il ne se produit pas une étincelle d'allumage à la bougie par exemple à cause d'une trop grande demande de tension d'allumage qui correspond à une cause possible d'un raté d'allumage, on obtient pour la tension à la bougie ou bien la

tension secondaire de la bobine, une courbe d'oscilla-

tions sinusoïdales amorties en relation avec la fréquence d'oscillations propres du circuit d'allumage, qui correspond à la tension à vide de la bobine d'allumage 12 et dont la première demi-onde 54 a été également représentée en trait interrompu sur

la figure 3.

Pour pouvoir détecter correctement de tels ratés d'allumage résultant d'une demande excessive de tension d'allumage et/ou des autres causes citées ci-dessus, le dispositif conforme à l'invention et

représenté en 10 sur la figure 1 est conçu spéciale-

ment comme décrit dans la suite: L'élément fonctionnel essentiel du dispositif 10 est un circuit à filtres passe-haut, désigné dans

son ensemble par 56 et dont la fréquence limite infé-

rieure s'élève à environ 1 M Hz et est ainsi environ

fois supérieure à la fréquence d'oscillation pro-

pre des circuits d'allumage de l'installation 11 qui sont branchés dans le circuit secondaire de la bobine d'allumage 12 Le circuit à filtres passe-haut 56 est

couplé capacitivement, dans l'exemple particulier re-

présenté,,respectivement entre les électrodes fixes 26 à 29 et les résistances d'antiparasitage 36 à 39, aux différents circuits d'allumage du moteur. Il est agencé de manière à réagir exclusivement aux

parties croissantes 51 des impulsions de tension d'allu-

mage résultant de l'établissement d'une étincelle d'allumage et correspondant à la formation de la tête

ou crête d'étincelle et il transmet seulement des si-

gnaux dérivés de ces parties croissantes à un étage d'estimation et d'indication désigné dans son ensemble

par 57 et qui produit, à partir d'un traitement appro-

prié des signaux de sortie de filtres, avec d'autres impulsions d'estimation qui sont produites par un étage de référence désigné dans son ensemble par 58, les signaux appropriés pour la détection des ratés d'allumage-et servant à l'excitation d'un élément

indicateur 59.

Dans l'exemple particulier représenté, les

différents filtres passe-haut du circuit 56 sont agen-

cés sous la forme de simples organes RC de différen-

ciation comportant une résistance de dérivation com-

mune 60 d'environ 100 ohms.

Comme capacités de couplage 61 à 64 de ces organes RC de différenciation 60, 61 à 60, 64, on utilise, comme le montrent les différentes variantes représentées sur la figure 4, les capacités existant entre des électrodes de grande surface 66, qui sont

mises en place sur les gaines isolantes 67 des conduc-

teurs d'allumage 31 à 34 et les tronçons des brins 68 des conducteurs d'allumage qui sont entourés complètement ou seulement en partie par ces électrodes de grande surface 66, ces capacités ayant un ordre de grandeur de 5 à 10 p F lorsque la longueur des tronçons enveloppés des conducteurs d'allumage s'élève à environ 1 cm Dans l'agencement particulier représenté sur la figure 4, les électrodes de grande surface 66 sont réalisées de façon monobloc sous la forme d'une pièce cintrée à partir d'un conducteur plat qui est lui-même placé dans une enveloppe isolante 65 en matière plastique Cet ensemble formé par l'enveloppe et les

électrodes peut également être utilisé pour la fixa-

tion mécanique des conducteurs d'allumage 31 à 34.

La résistance commune de dérivation 60 des organes de différenciation ou de filtres passe-haut , 61 à 60, 64 est branchée en parallèle à une diode Zener 69 polarisée de manière à laisser passer des

impulsions négatives de tension, cette diode établis-

sant un court-circuit pour de telles impulsions

négatives de tension et empêchant ainsi leur tràns-

mission à l'étage d'estimation 57 tout en limitant si-

multanément les crêtes des impulsions de tension transmises à l'étage de traitement 57 à une valeur, par exemple de 12 volts qui convient pour leur

traitement ultérieur.

Dans la suite, pour expliquer la structure et le fonctionnement de l'étage de référence 58

et de l'étage d'estimation 57, on va se référer addi-

tionnellement à la figure 2, qui représente, pour une séquence de cycles d'allumage se déroulant correctement et de ratés d'allumage se produisant entre lesdits

cycles, qui sont indiqués respectivement dans le dia-

gramme placé à la partie supérieure de la figure 2 par des impulsions d'allumage en trait plein 72 ou bien en trait interrompu 73, la variation dans le temps des signaux de tension produits dans les différents

éléments fonctionnels.

Dans l'étage de référence 58, il est prévu un générateur d'impulsions de référence 74 qui est synchronisé avec le rupteur 42 et qui produit des impulsions rectangulaires de haut niveau 76 établies à l'instant d'allumage tz ou bien à un instant

d'allumage de consigne et dont la séquence est re-

présentée par le second diagramme d'impulsions 77 de la figure 2 Ces impulsions 76, qui disparaissent à nouveau à peu près en même temps que l'extinction

de l'étincelle d'allumage, ont une durée de 2 ms.

Les impulsions de sortie sont appliquées par l'in-

termédiaire d'une résistance 78 à la base d'un tran-

sistor NPN 79, dont le circuit d'émetteur fonctionne

en inverseur et dont le signal de sortie de collec-

teur est représenté par le troisième diagramme d'im-

pulsions 81 de la figure 2.

A partir d'une différenciation des flancs arrière croissants 82 des impulsions de sortie de

collecteurs 83 à l'aide d'un organe RC de différen-

ciation 84, dont la résistance de dérivation 86 est branchée en parallèle à une diode 87 polarisée de manière à laisser passer des crêtes négatives de tension, on obtient des impulsions de différenciation 89-qui sont représentées sur le quatrième diagramme d'impulsions 88 de la figure 2 et qui sont établies en correspondance avec les flancs arrière 82 des impulsions de sortie de collecteur Ces impulsions de différenciation 89 sont appliquées à un formateur d'impulsions 91, qui peut être agencé comme un simple tampon et qui produit des impulsions rectangulaires de haut niveau 92, correspondant aux flancs croissants des impulsions de différenciation 89 et qui ont une durée typique d'environ 1 ms, leur séquence temporelle étant représentée sur le cinquième diagramme d'impulsions 93 de la figure 2 Ces impulsions rectangulaires 92 sont utilisées, d'une manière qui sera décrite de façon plus détaillée dans la suite, comme impulsions d'estimation

pour la détection des ratés d'allumage.

Le condensateur de couplage 96 d'un organe RC de différenciation est relié à la sortie 94

du formateur d'impulsions 91 et sa résistance de dé-

rivation 97 est reliée au pôle positif de la source de tension d'alimentation En parallèle à cette résistance de dérivation 97, il est prévu une diode 98 polarisée de manière à arrêter cette tension

d'alimentation L'impulsion de sortie de différencia-

tion 101, qui correspond au sixième diagramme d'im-

pulsions 99 de la figure 2 et dont le flanc avant à pente fortement décroissante 102 coïncide avec le flanc arrière décroissant 103 de l'impulsion de

traitement 92, assure l'excitation d'un autre forma-

teur d'impulsions 104, qui opère comme un inverseur et qui produit des impulsions rectangulaires 107, indiquées dans le septième diagramme d'impulsions 106 de la figure 2 et dont la durée correspond typiquement à celle des impulsions de sortie 92 du

premier formateur d'impulsions 91.

Dans l'étage de traitement 57, il est prévu un étage basculant 108 agencé par exemple sous forme d'une bascule RS, dont le signal de sortie est d'une part commuté au niveau haut par les impulsions de sortie de haut niveau 107 du formateur d'impulsions

104 utilisé comme un générateur d'impulsions d'enclen-

chement et d'autre part commuté au niveau bas par les signaux de différenciation 111 provenant du circuit à filtres passe-haut 56, qui décroissent rapidement et dont la séquence temporelle est indiquée dans le huitième diagramme d'impulsions 109 Le signal de sortie de tension de l'étage basculant 108, qui est

en relation avec la séquence de cycles d'allumage cor-

rects indiquée dans le premier diagramme d'impulsions 71 ainsi qu'avec des ratés d'allumage 73 se produisant séparément et de façon répétée, a été représenté dans

le neuvième diagramme d'impulsions 112 de la figure 2.

Le signal de tension 112 produit par l'étage basculant 108 est appliqué à une des entrées 113 d'une porte ET 114 à deux entrées, qui reçoit à une autre entrée 116 des impulsions de sortie 92 du premier formateur

d'impulsions 91, utilisé dans ce cas comme un géné-

rateur d'impulsions d'estimation.

Le signal de sortie de la porte ET 114 est

un signal de niveau bas, tant que l'impulsion de dif-

férenciation 111, caractéristique de l'existence d'une étincelle d'allumage, est produite à la suite d'une impulsion d'enclenchement 107 dans le cycle d'allumage suivant, cette impulsion assurant à nouveau la remise à zéro de l'étage basculant 108 Lorsque cela n'est cependant pas le cas à cause d'un raté d'allumage, l'impulsion de traitement 103 immédiatement suivante produit à la sortie de la porte ET 114 une impulsion de détection de raté 115, dont la variation dans le temps est à nouveau indiquée par le dixième diagramme

d'impulsions 117 de la figure 2 dans l'exemple consi-

déré. Pour l'identification du circuit d'allumage correspondant qui est affecté par l'apparition de ratés d'allumage, il est prévu un compteur annulaire 118 qui définit par ses différents signaux de sortie,

représentant un compte du compteur, le circuit d'allu-

mage respectivement excité ou contrôlé Ce compteur

annulaire 118 reçoit comme impulsions de synchronisa-

tion 119 les impulsions de sortie, dont la variation dans le temps est représentée par le onzième diagramme 121 de la figure 2, d'un générateur approprié 122 à l'aide duquel des signaux de sortie, caractéristiques de l'excitation d'un circuit d'allumage déterminé du

moteur, peuvent être obtenus capacitivement ou inductive-

ment par exemple à partir du conducteur d'allumage 31

du circuit d'allumage associé au premier cylindre du moteur.

Comme signaux d'horloge appliqués à l'entrée du compteur annulaire 118, on utilise les impulsions de sortie de courte durée 123 d'un générateur d'impulsions d'horloge, désignées dans son ensemble par 124, ces impulsions étant représentéesen ce qui concerne leur variation dans le temps par le douzième diagramme 122 de la Figure 2 et étant produites à nouveau par-une différenciation des flancs croissants des impulsions de sortie 76 du générateur d'impulsions de référence 74 et d'une mise en forme correspondante d'impulsions

à l'aide d'un tampon 126.

En ce qui concerne l'élément indicateur 59, il est prévu pour chaque circuit d'allumage un champ d'affichage correspondant comportant des diodes

émettrices de lumière, qui sont commandées indivi-

dellement en correspondance aux signaux de sortie de la porte ET 114 et aux signaux de sortie du compteur annulaire 118 Il est-évident que, dans des cas o il est prévu, à la place d'une installation d'allumage conventionnelle 11, une installation d'allumage à commande électronique, le générateur d'induction ou générateur à effet Hall servant de générateur d'impulsions d'allumage peut être utilisé à la place du générateur 74 de la Figure 1 comme générateur d'impulsions de

référence.

On peut également obtenir une variante avantageuse du dispositif 10 conforme à l'invention en prévoyant un ensemble de filtres passe-haut qui sont couplés, entre les résistances d'anti-parasitage 36 à 39 et les bougies 21 à 24, avec les différents circuits d'allumage et qui ont une fréquence limite inférieure d'environ 100 M Hz en ne réagissant par conséquent qu'à des variations de tension se produisant très rapidement Une telle variation de tension de courte durée correspond par exemple

25232 18

à la décharge de la capacité de bougie se produisant lors de l'établissement de l'étincelle d'allumage et dont la pente est encore supérieure d'un à trois ordres de grandeur a la pente de la variation de tension associée à la formation de la tête d'étincelle 51 Avec un tel

agencement du dispositif 10, des électrodes d'envelop-

pement ayant une fonction analogue à celle des électrodes de grande surface 66 des capacités de couplage 61 à 64 de la Figure 1 sont placées directement sur les corps d'isolation des bougies d'allumage et sont chacune reliées par l'intermédiaire

d'une résistance de dérivation à la masse de circuit.

Des filtres passe-haut agencés de cette manière tr*ansmettent un signal de sortie à l'étage d'estimation 57 seulement lorsqu'il se produit effectivement une

étincelle d'allumage dans les bougies 21 à 24.

Des filtres passe-haut ayant cette propriété peuvent également être agencés comme des filtres couplés inductivement avec les bougies et qui produisent à leur sortie un signal caractéristique du courant élevé associé à la tête 51 de l'étincelle d'allumage. L'agencement avantageux d'un dispositif conforme à l'invention 200 qui a été représenté sur la Figure 5 et qui va être décrit en détail dans la suite est conçu spécialement pour la détection et le diagnostic de ratés d'allumage dans un moteur à combustion interne

qui est équipé d'un allumage électronique à batterie -

comportant dans l'exemple de réalisation représenté un système d'allumage à bobine et transistor 211 de construction et fonctionnement connus Pour autant que des éléments et les unités fonctionnelles du dispositif de la Figure 5 correspondent à des éléments ayant une structure ou un fonctionnement analogue du dispositif 10 de la Figure 1, ils seront désignés par les mêmes références numériques et on se référera

à la partie correspondante de la description du

dispositif 10 de la Figure 1.

Parmi les composants électroniques du dispositif de commande 212 du système d'allumage à bobine et transistor 211 remplissant la fonction du rupteur 42 (Figure 1) d'une installation classique à batterie et àcommande par contacts, ainsi que la commande de l'angle de fermeture, la limitation du courant primaire, ainsi que la limitation de la tension primaire et de la tension secondaire à la bobine d'allumage 12, ce dispositif étant commandé, pour produire des impulsions d'allumage en correspondance avec les instants d'allumage corrects par des signaux de sortie d'un générateur d'impulsions d'allumage 213 représenté par exemple sous forme d'un capteur inductif, on a seulement indiqué sur les figures le transistor principal 214, qui est commandé de façon appropriée pour agir sur le courant passant dans l'enroulement primaire 13 de la bobine d'allumage 12 en vue de remplir les fonctions précitées de

régulation et de commande.

Pour expliquer la structure et le fonctionnement du dispositif 200, on va se référer dans la suite également à la Figure 6 qui va être

aussi décrite en détail.

Le dispositif de commande 212 produit à une première sortie 216 une séquence d'impulsions de tension 217, dont la variation dans le temps est indiquée sur le premier diagramme d'impulsions 218 de la Figure 6 Les durées Tp des impulsions de tension 217, fournies sous la forme d'impulsions de haut niveau, et les pauses Ti entre-des impulsions de tension successives 217 correspondent aux périodes de fermeture et d'ouverture du commutateur électronique

constitué par le transistor 214.

A la seconde sortie 219, le dispositif de commande 212 fournit un signal de tension U dont la crête est proportionnelle au courant primaire ipr passant dans l'enroulement primaire 13 de la bobine d'allumage 12 et dont la variation dans le temps est indiquée sur le deuxième diagramme d'impulsions 219 de la Figure 6 Sur le troisième diagramme d'impulsions 221, on a représenté des processus d'allumage se déroulant correctement par les courbes de tension d'allumage 222; on voit que la tension d'allumage Uz (cf Figure 3) est atteinte à l'instant d'allumage tz et l'étincelle d'allumage est établie avec une tête d'étincelle 51 caractérisée par la coupure rapide de la tension négative de bougie Une autre courbe de variation de tension de bougie 223 correspond au cas o, malgré la nécessité de fournir une grande tension d'allumage, il ne se produit pas d'étincelle car l'espacement entre électrodes est trop grand et en conséquence la tension secondaire de la bobine d'allumage 12 se met à osciller avec de fortes amplitudes Le système de régulation opérant par limitation de tension, qui est prévu dans le dispositif de commande 212 pour protéger la bobine d'allumage 12, réagit alors et le transistor principal est rendu à nouveau conducteur pendant une courte durée de sorte que de l'énergie est à nouveau prélevée par un nouvel établissement du courant primaire de la bobine d'allumage Ce courant primaire résultant de la réaction du système de régulation par limitation de de tension est représenté, sur le second diagramme

d'impulsions 220 de la Figure 6, par une impulsion-

satellite 226 dont le maximum coïncide à peu près avec le maximum de la première demi-onde, se produisant dans un passage à vide de la tension secondaire de la bobine d'allumage 12 En outre, dans le cas d'un passage à vide de la tension et pour une fourniture importante de tension d'allumage, il se produit un réamorçage de l'éclateur de distributeur, de sorte que le circuit à filtres passe-haut 56 réagit en produisant une impulsion dedifférenciation 227 qui se différencie d'une impulsion de différenciation 111, caractéristique d'une étincelle d'allumage 222 correcte (cf Figure 2), simplement par le retardement par rapport à la décroissance 224 du courant primaire En outre, sur le troisième diagramme d'impulsions 221, on a également représenté par une courbe de variation de tension 228 le cas o, par exemple par suite de trajets de fuite engendrés par un encrassement, la tension d'allumage fournie est suffisamment abaissée pour que l'étincelle d'allumage ne puisse plus se produire et en conséquence la tension de bougie se met à osciller avec un fort amortissement jusqu'à un niveau de tension

relativement faible.

Pour pouvoir détecter d'une part d'une manière sûre les ratés d'allumage associés à un passage à vide de la tension et se produisant malgré une fourniture importante de tension d'allumage, et d'autre part pour obtenir un diagnostic correct des différentes causes précitées de tels ratés d'allumage, il est prévu un étage de traitement et combinaison logique de signaux, désigné dans son ensemble par 258 ainsi qu'une unité de circuit 257 dont la structure correspond dans une large mesure à l'étage de traitement et d'indication 57 de la Figure 1, ces deux étages ayant au total la structure suivante le signal de tension 218 fourni à la première sortie 216 du dispositif de commande 212 est inversé à l'aide d'un transistor NPN opérant par son circuit d'émetteur et il est amené à la valeur de crête nécessaire pour le traitement suivant La variation dans le temps du signal de sortie du transistor 229 est indiquée sur le cinquième diagramme d'impulsions

231 de la Figure 6.

Le flanc décroissant du signal de sortie 231 du transistor excite un étage basculant monostable 201 dont les impulsions de sortie 233, représentées sur le sixième diagramme d'impulsions 232 de la Figure 6, ont

une durée Tf d'environ 100 ps.

Le signal de tension 220 produit à la seconde sortie 219 du dispositif de commande 212 et proportionel au courant primaire de la bobine d'allumage 12 est appliqué à l'entrée positive d'un amplificateur opérationnel 202 branché comme un comparateur et dont le seuil de comparaison est réglable à l'aide d'un

potentiomètre 203.

Le signal de sortie de l'amplificateur opérationnel 202, représenté sur le septième diagramme d'impulsions 234 de la Figure 6, est constitué par une séquence d'impulsions rectangulaires 236, et le cas

échéant d'impulsions 237, dont les durées Ti ou t.

correspondent aux intervalles de temps dans lesquelles le transistor principal 214 du dispositif de commande 212 est rendu conducteur en vue d'emmagasiner de l'énergie d'allumage dans la bobine 12 ou bien en vue de limiter

la tension dans la bobine d'allumage 12.

Le signal de sortie 231 du transistor 229 branché comme un inverseur est en outre appliqué à un organe RC de différenciation 204, dont le signal de sortie, représenté sur le huitième diagramme d'impulsions 238, est u a signal de tension de niveau haut comportant des impulsions de zéro en forme de pics 239, qui correspondent aux flancs décroissants 241 du signal de sortie de transistor 231 ou bien aux flancs décroissants 224 du second signal de sortie de

dispositif de commande 220.

Les impulsions de sortie 233 de l'étage basculant monostable 201 sont appliquées à une des entrées d'une porte NON-ET 206 à deux entrées prévues dans l'étage de traitement et combinaison logique 258 et qui reçoit à son autre entrée des impulsions de sortie 111, 227 du circuit à filtres passe-haut 56, dont la résistance de dérivation 260 est agencée dans ce cas sous la forme d'un potentiomètre de réglage de façon à pouvoir régler en cas de besoin les constantes de temps des différents filtres passe-haut 260, 61, 62,

63, 64.

Le signal de sortie, représenté par le neuvième diagramme d'impulsions 242 de la Figure 6, de cette première porte NON-ET 206 à deux entrées est un signal de tension de niveau haut comportant des impulsions de zéro en forme de pics 243, qui coïncident temporellement avec l'impulsion de différenciation 111 du circuit à filtres passe-haut 56, qui les produit quand l'étincelle d'allumage est établie Les impulsions de zéro correspondant à des impulsions de différenciation 227 du circuit à filtres passe-haut 56 ne sont pas transmises par la porte NON-ET 206 à deux entrées car ces impulsions ne sont pas produites pendant la période Tf des impulsions de sortie 233 de l'étage basculant monostable, dont les impulsions de sortie 233 délimitent également un créneau temporel à l'intérieur duquel la porte NON-ET 206 ne peut transmettre que des impulsions de

différenciation 111 du circuit à filtres passe-haut 56.

Les impulsions 239 sortant de l'organe de différenciation 204 assurent l'enclenchement ou mise à 1 de l'étage basculant 108 agencé sous forme d'une bascule RS, cet étage étant remis à zéro par les impulsions de sortie 243 de la porte NON-ET 206 à deux entrées Le signal Q produit ainsi à la sortie de la bascule 108 est représenté sur le dixième diagramme

d'impulsions 244 de la Figure 6.

Les impulsions de sortie 233, délimitant un créneau temporel, de l'étage basculant monostable 201 sont appliquées à une des entrées d'une porte NON-OU

207 à deux entrées, qui reçoit à son autre entrée la -

séquence 231 des impulsions de sortie 230 du transistor

inverseur 229.

Le signal de sortie, représenté sur le onzième diagramme d'impulsions 246 de la Figure 6, de la porte NON-OU 207 se compose d'impulsions rectangulaires 247, qui sont retardées, de la durée Tf des impulsions 233 sortant de l'étage basculant monostable 201, par rapport aux flancs décroissants 241 des impulsions de sortie 230 du transistor 229 et elles décroissent en correspondance aux flancs croissants 248 desdites

impulsions 230.

Les impulsions de sortie 247 de la porte NON-OU 207 sont appliquées à une des entrées 249 d'une porte NON-ET 251 à deux entrées, qui reçoit à son autre entrée le signal Q 244 de sortie de la première bascule

RS 108.

Le signal de sortie, représenté sur le douzième diagramme d'impulsions 253 de la Figure 6, de la porte NON-ET 251 est un signal de tension de niveau haut, pour autant qu'il ne se produise aucun raté d'allumage, dans lequel sont introduites, lorsqu'il apparaît des ratés d'allumage, des impulsions de bas niveau 254 dont la durée correspond à celle des impulsions de sortie de haut niveau de la porte NON-OU 207 Ces impulsions de bas niveau 254, correspondant à l'apparition de ratés d'allumage, peuvent alors être indiquées, de la manière expliquée en référence à la Figure 1, au conducteur à l'aide de l'élément indicateur 59 lorsque le dispositif 200 252321 i est agencé sous forme d'un appareil de bord ou bien elles peuvent être indiquées à un spécialiste d'entretien lorsque le dispositif 200 est installé dans une station

fixe de diagnostic.

Un signal d'horloge, approprié pour l'excitation du compteur annulaire 118, est alors produit à partir des impulsions de sortie 230 du transistor 229 à l'aide

de l'horloge 124.

L'étage de traitement et de combinaison logique 258 comporte en outre une seconde porte NON-ET 208 à deux entrées, qui reçoit à une de ses entrées le signal de sortie 234 de l'amplificateur opérationnel 202 et à son autre entrée les impulsions de définition de créneau temporel 233 sortant de l'étage basculant monostable 201 Le signal de tension, représenté par le treizième diagramme d'impulsions 256 de la Figure 6, de cette seconde porte NON-ET 208 à deux entrées est dans un cas normal un signal de niveau haut et, pendant la durée d'une impulsion de sortie 237 de l'amplificateur opérationnel 202, c'est-à-dire tant que le système de régulation par limitation de tension du dispositif de commande 212 est en action lors d'une absence de tension à la bobine d'allumage 12, il devient une impulsion de bas niveau 259 qui se produit ainsi seulement dans le cas o aucune étincelle d'allumage n'est engendrée à cause d'un trop grand

espacement des électrodes de bougie d'allumage.

Un signal qui contient cette information peut également être obtenu par une combinaison conjonctive du signal de sortie 234 de l'amplificateur opérationnel 202 avec le signal de sortie 218 appliqué à la première entrée 216 du dispositif de commande 212 Une porte ET 235 à deux entrées appropriée a été

représentée à la partie supérieure de la Figure 5.

L'impulsion 259 de bas niveau sortant de la porte NON-ET 208 à deux entrées assure la remise à zéro d'une seconde bascule RS 209, prévue dans l'étage de traitement et combinaison logique 258, cette bascule étant enclenchée, de même que la première bascule RS 108, par les impulsions de zéro sortant de l'organe de différenciation 204 La variation résultante dans le temps du signal Q de sortie de cette seconde bascule RS 209 est représentée par le quatorzième diagramme d'impulsions 261 tandis que la variation complémentaire et associée du signal Q sortant de cette seconde bascule RS 209 est représentée par le

quinzième diagramme d'impulsions 262 de la Figure 6.

Le signal Q 261 sortant de la seconde bascule RS 209 est dans un cas normal un signal de tension de niveau haut, qui décroît lors de la génération de l'impulsion de niveau bas 259 de la porte NON-ET 208 et qui passe à nouveau à un niveau élevé sous l'effet de l'impulsion

d'enclenchement suivante 239 de l'organe de différen-

ciation 204.

En outre, il est prévu dans l'étage de traitement et combinaison logique 258 une seconde et une troisième porte NI ou NON-OU 263, 264 à deux entrées, qui reçoivent à une de leurs entrées le signal de sortie 253 de la porte NON-ET 251 En outre, la seconde porte NI 263 reçoit à son autre entrée le

signal Q 261 sortant de la seconde bascule RS 209.

Le signal de sortie résultant de cette combinaison logique, de la seconde porte NI 263, qui est représenté sur le seizième diagramme d'impulsions 266 de la Figure 6, est dans un cas normal un signal de tension de bas niveau et il ne devient une impulsion de haut niveau 267, dont la durée concorde avec celle des impulsions de sortie 247 de la première porte NI 207, seulement lorsqu'il se produit un raté d'allumage résultant d'un trop grand espacement des électrodes de la bougie correspondante et auquel est associée une baisse de tension de la bobine d'allumage 12 Cette cause de défaut peut ainsi être diagnostiquée par l'apparition d'une impulsion de haut niveau 267 et

elle peut être signalée à l'aide d'une lampe-témoin 268.

La troisième porte NI 264 reçoit à sa seconde entrée le signal U 262 sortant de la seconde bascule RS 209 Son signal logique de sortie, représenté parle dix-septième diagramme d'impulsions 269 de la Figure 6, est normalement un signal de bas niveau et il devient une impulsion de haut niveau seulement dans le cas o il se produit des ratés d'allumage résultant de la fourniture d'une trop faible tension d'allumage, par exemple à cause de trajets de fuites existant dans le système d'allumage, la durée d'une telle impulsion de haut niveau 271 étant à nouveau déterminée par la durée des impulsions de haut niveau 247 sortant de la première porte NI 207 A l'aide d'une impulsion de haut niveau 271, il est ainsi possible de diagnostiquer la seconde cause, statistiquement importante, des ratés d'allumage et de la signaler à l'aide d'une

lampe-témoin 272.

La Figure 7, qui sera décrite en détail dans

la suite, représente un étage de traitement de combi-

naison logique 273, qui peut être utilisé dans le dispositif 200 de la Figure 5 à la place de l'étage de traitement et combinaison logique 258 et qui se différencie essentiellement de cet étage 258 en ce qd'il est prévu un autre étage basculant monostable 274 servant de générateur de créneau temporel ainsi que deux portes ET 276 et 277 à deux entrées dont la fonction spécifique sera décrite dans la suite en référence aux Figures 8 et 9 et qui seront également

décrites de façon plus détaillée dans la suite.

* Des éléments de l'étage 273 qui ont une structure et un fonctionnement identiques aux éléments de l'étage de traitement et combinaison logique 258 de la Figure 5 ont été désignés respectivement par les mêmes références

numériques Pour la description du circuit et du

fonctionnement des éléments respectivement identiques,

on se réfèrera aux parties -correspondantes de description

concernant les Figures 5 et 6.

L'étage basculant monostable 274 est déclernché, de même que l'étage basculant monostable 201, par les flancs décroissants 241 du signal 231 de sortie du

transistor inverseur 229 (Figures 6 et 9).

A la différence de l'étage basculant monostable 201, dont le signal de sortie Q 232 varie dans le temps suivant la courbe visible sur la Figure 6 et représentée à échelle agrandie sur la Figure 9, on obtient dans le cas de l'autre étage basculant monostable 274 dont le signal de sortie Q est utilisé pour un autre traitement, la courbe de variation dans le temps correspondant au troisième diagramme d'impulsions 278 de la Figure 9, c'est-à-dire que, du fait du flanc décroissant 241 du signal de sortie du transistor, il passe du niveau haut au niveau bas et, après le créneau temporel Tf 2 qui est plus petit que le créneau temporel Tfi de l'étage basculant monostable 201, il

passe à nouveau au niveau haut.

La première porte ET 276 à deux entrées reçoit comme signaux d'entrée les deux signaux de sortie 232 et 278 des deux étages basculants monostables 201 et 274 Le quatrième diagramme d'impulsions 279 de la Figure 9 donne la variation dans le temps du signal de sortie de la première porte ET 276 On obtient une séquence d'impulsions de tension de niveau haut 281, qui sont enclenchées ou passent au niveau haut en correspondance aux flancs croissants du signal de sortie Q 278 de l'autre étage basculant monostable 274 et qui disparaissent à nouveau en correspondance aux flancs décroissants des impulsions de sortie 233 du premier étage basculant monostable 201 Le signal de sortie 279 de la première porte ET 276 est appliqué à une des entrées de la seconde porte ET 277, qui reçoit à son autre entrée des impulsions de différenciation 111 provenant du circuit à filtres passe-haut 56 La seconde porte ET 277 ne fournit ainsi à sa sortie une impulsion de haut niveau 282, et de courte durée, que lorsqu'elle reçoit pendant la durée de l'impulsion de sortie 281 de la première porte ET 276 une impulsion

de sortie 111 du circuit à filtres passe-haut 56.

Sur la Figure 8, on a désigné par 283 une courbe de fourniture de tension d'allumage dans le cas d'absence de charge, qui est obtenue par exemple lorgnue, la fiche de bougie étant retirée, on mesure entre celle-ci et la masse du véhicule l'évolution de la tension, après que le transistor principal 214 du dispositif de commande 212 (Figure 5) a été commuté dans sa condition de blocage à l'instant t Le maximum de tension 284 de la courbe de fourniture 283 est alors situé à environ 30 k V La tension minimale d'allumage U Zmin est de l'ordre d'environ 15 k V On va supposer pour l'explication que l'intervalle de temps partant de l'instant t et qui s'écoule jusqu'à ce que la valeur maximale 284 de la tension d'allumage fournie puisse être atteinte, s'élève à 100 ps Le premier étage basculant monostable 201 est alors avantageusement agencé, aussi bien dans l'exemple de réalisation de la Figure 5 que dans celui de la Figure 7, de manière que la durée Tf ou Tf 1 de ses impulsions de haut niveau 233 corresponde précisément audit intervalle de temps et le second étage basculant monostable 274 est agencé de manière que, après la durée Tf 2 de ses impulsions de sortie Q de OV, la tension d'allumage fournie corresponde à peu près à 75 % de la valeur maximale 284, c'est-à-dire à 22,5 k V dans l'exemple représenté Lorsque la tension d'allumage nécessaire est inférieure à cette valeur, en étant par exemple seulement de 20 k V, de manière que l'étincelle d'allumage s'établisse déjà à l'instant tzl, aucun signal ne peut être produit à la sortie de la porte ET 277 par l'impulsion de différenciation 111 représentée sur le cinquième diagramme de la

Figure 9.

Lorsque la tension d'allumage nécessaire est encore supérieure du fait que l'espacement entre électrodes a été augmenté par brûlage, ou bien du fait que, comme le montre par exemple l'autre courbe de fourniture de tension d'allumage 286, la tension d'allumage fournie a diminué à cause des trajets de fuite existant dans l'installation d'allumage de sorte qu'une étincelle d'allumage est déjà produite à l'instant tz 2, une impulsion 282 est produite à la sortie de la porte ET 277 L'apparition de cette impulsion de sortie 282 fournit dans tous les cas un indice que l'installation d'allumage opère dans

une zone limite de sa plage de fonctionnement.

Dans le cas d'une installation de détection de ratés d'allumage 200, qui est agencée sous forme d'un appareil de bord d'un véhicule, son étage de traitement et de détection étant agencé de la manière indiquée sur la Figure 7 ou bien étant modifié comme décrit en référence aux Figures 7 à 9, il est important que la génération d'impulsions 282 à la

sortie de la porte ET 277 soit indiquée au conducteur.

Une telle indication peut être produite de la façon suivante: l'impulsion de sortie 282 de courte durée de la porte ET 277 assure la commande d'un autre étage basculant monostable 287 représenté en trait interrompu sur la Figure 7 et qui produit à sa sortie un signal de tension de haut niveau alimentant une lampe de signalisation 289 dont le premier allumage indique alors au conducteur que l'installation d'allumage fonctionne évidemment encore correctement mais qu'il peut être avantageux d'effectuer un contrôle et un entretien Pour pouvoir obtenir l'information correspondante, on peut également prévoir dans le dispositif de commande 212 un organe d'actionnement à l'aide duquel, par exemple par action sur le système de régulation à limitation de tension, la tension d'allumage fournie est définie de façon échelonnée ou graduelle comme pouvant

être diminuée ou bien réglée à une valeur déterminée.

Par un abaissement approprié de la tension d'allumage fournie jusqu'à ce qu'il apparaisse pour la première fois des ratés d'allumage qui peuvent être détectés, ou bien dont les causes peuvent être le cas échéant diagnostiquées à l'aide des dispositifs de détection 10 ou 200 décrits en référence aux Figures 1 et 5, il est possible d'établir également si on dispose d'une réserve de tension d'allumage suffisante ou bien si

l'installation d'allumage nécessite un entretien.

Pour l'explication d'un agencement particulièrement simple d'un dispositif de détection de ratés d'allumage conforme à l'invention, on va se référer encore une fois à la Figure 5 On va alors supposer qu'il est prévu seulement la bascule RS 108 et un organe intégrateur 291 représenté en trait interrompu et branché en série avec la sortie Q de la bascule, cette bascule 108 recevant à son entrée d'enclenchement 292 le signal de sortie 238 de l'organe de différenciation 204 et à son entrée de remise à zéro 293, comme indiqué par le conducteur de transmission de signal 294 représenté en trait interrompu, directement les impulsions de différenciation 111 provenant du circuit à filtres passe-haut 56 Le signal de sortie de l'organe d'intégrateur 291 assure l'excitation directe d'un élément indicateur 296, agencé par exemple sous la forme d'une diode émettrice de lumière Un dispositif 200 modifié de cette manière fonctionne comme suit: Tant qu'il ne se produit aucun raté d'allumage, une impulsion de remise à zéro 111 du circuit à filtres passe- haut 56 succède immédiatement à chaque impulsion d'enclenchement 239 de l'organe de différenciation 204, c'est-à-dire aussitôt que l'étincelle d'allumage est établie, et il en résulte que la tension de sortie de l'organe intégrateur 291, en supposant un agencement approprié de ce dernier, reste suffisamment faible

pour que l'élément indicateur 296 ne s'allume pas.

Lorsque à cause d'un raté d'allumage une impulsion de remise à zéro du circuit à filtres passe-haut est maintenue de telle sorte que le signal de sortie Q de la bascule RS 108 conserve un niveau haut jusqu'à l'apparition de l'impulsion suivante de remise à zéro 111 du circuit à filtres passe-haut 56, qui est caractéristique d'un processus d'allumage se déroulant correctement, le niveau du signal de sortie de l'organe intégrateur 291 dépasse le seuil de réaction de l'élément indicateur 296 qui indique alors qu'un raté d'allumage s'est produit Avec cet agencement très simple, mais également avec l'agencement décrit en référence à la Figure 7, le dispositif de détection de ratés d'allumage conforme à l'invention convient notamment pour être utilisé comme appareil de bord

dans un véhicule automobile.

On va décrire dans la suite en référence à la Figure 10 l'agencement d'une pince de couplage 301 agencée sous la forme d'une pince sollicitée par 25232 i 8 ressort et à fermeture automatique qui est appropriée pour assurer un couplage capacitif des conducteurs d'allumage 31 à 34 avec un dispositif de détection de ratés d'allumage 10 ou 200 conforme à l'invention et installé dans un appareil stationnaire de diagnostic. Les mâchoires 302 et 303 de la pince sont réalisées sous forme de plaques carrées conductrices ayant une surface d'environ 5 x 5 cm et isolées électriquement par rapport aux branches de la pince La pince peut âtre mise en place, dans la disposition visible sur la Figure 10, avec orientation parallèle de ces mâchoires 302 et 303 sur les gaines isolantes 68 des conducteurs d'allumage 31 à 34, auquel cas les gaines isolantes 68 sont légèrement écrasées Les mâchoires 302 et 303, formant les électrodes des capacités de couplage 61 à 64 du circuit à filtres passe-haut 56, s'appuient l'une contre l'autre par l'intermédiaire de plaquettes isolantes en matière plastique 304 et 306 dans la position fonctionnelle représentée Les mâchoires 302 et 303 de la pince sont reliées entre elles par l'intermédiaire d'une bande conductrice flexible 307 Par l'intermédiaire d'un conducteur de liaison 308, les mâchoires 302 et 303, ou les électrodes de couplage capacitif sont reliées avec la résistance 60 ou 260 placée du côté de l'appareil et qui constitue, en liaison avec les capacités de couplage 61 et 64 formées par les mâchoires de pince 302 et 303

(cf Figures 1 et 5), le circuit à filtres passe-

haut 56.

Claims (30)

REVENDICATIONS

1. Dispositif pour détecter des ratés d'allumage dans des moteurs à combustion interne à commande extérieure, dans lesquels la tension d'allumage est appliquée à l'aide d'un distributeur dans la séquence prévue aux circuits d'allumage,

associés chacun à une bougie d'allumage, de l'instal-

lation d'allumage,le dispositif comportant au moins un étage de différenciation agencé sous forme de filtres passe-haut, qui produit un signal pulsatoire en relation avec le pic de tension d'allumage d'un processus d'allumage ainsi qu'un étage d'estimation qui traite ledit signal pulsatoire avec un autre signal électrique caractéristique du processus d'allumage de façon à produire à sa sortie des signaux caractéristiques d'un fonctionnement correct ou défectueux de l'installation d'allumage et pouvant être affichés, caractérisé en ce que, pour chaque circuit d'allumage du moteur à combustion interne, il est prévu un filtre passe-haut ( 60, 61 à 60, 64) auquel peut être appliqué, à partir du circuit d'allumage, un signal de tension qui est exclusivement en relation avec les-variations de tension se produisant lors de l'établissement de l'étincelle d'allumage dans l'éclateur de la bougie, en ce que ces filtres passe-haut ( 60, 61 à 60, 64) sont reliés, entre les électrodes fixes ( 26, 27, 28, 29) du distributeur d'allumage ( 19) et les bougies d'allumage ( 21, 22, 23, 24), aux circuits d'allumage correspondants, en ce qu'en outre il est prévu un étage de référence ( 58; 204), qui produit à sa sortie les signaux électriques caractéristiques des instants d'allumage de consigne des circuits d'allumage du moteur à combustion interne et en ce qu'un étage d'estimation et d'indication ( 57, 59; 258, 257) reçoit des signaux de sortie du filtre passe-haut en vue d'une combinaison logique OU, de manière à produire, à partir d'un traitement logique des signaux de sortie du filtre ( 111) et des signaux de sortie d'étage de référence,

les signaux de sortie caractéristiques d'un fonction-

nement correct ou défectueux de l'installation

d'allumage ( 11; 200).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence limite inférieure des filtres passe-haut ( 60, 61 ou 60, 64) est au moins cent fois supérieure à la fréquence d'oscillation propre du circuit d'allumage correspondant à laquelle la tension de bougie diminue dans ce circuit après le

raté de l'étincelle d'allumage.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les filtres passe-haut sont agencés comme des organes de différenciation RC, comprenant chacun un condensateur de couplage ( 61, 62, 63, 64) et une résistance de dérivation commune ( 60), à laquelle est branchée en parallèle une diode ( 69) qui est polarisée de manière à bloquer des impulsions de différenciation ( 100) produites en

relation avec l'établissement de l'étincelle d'allumage.

4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les condensateurs de couplage ( 61 à 64) des composants RC ( 60, 61 à 60, 64) ont des capacités qui sont petites par rapport aux capacités des conducteurs d'allumage ( 31 à 34) et en ce que la résistance de dérivation ( 60) a une valeur

d'environ 100 ohms.

5. Dispositif selon l'une des revendications

3 ou 4, caractérisé en ce que les éléments capacitifs des composants RC ( 60, 61 à 60, 64) utilisés comme filtres passe-haut comportent des électrodes de grande surface ( 66) pouvant être appliquées contre les conducteurs d'allumage ( 31 à 34) et qui entourent ces

conducteurs partiellement ou complètement.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les électrodes de grande surface ( 66) des capacités de couplage ( 61 à 64) sont agencées sous forme d'étriers entourant les conducteurs d'allumage ( 31 à 34) sur une zone périphérique d'au moins 1800, s'appliquant à plat sur leur gaine isolante ( 67), pouvant être expansés élastiquement et reliés ensemble par des éléments intercalaires, ces étriers étant fabriqués à partir d'un matériau

conducteur isolé en forme de barreau plat.

7. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la

résistance de dérivation ( 60) des composants RC ( 60, 61 à 60, 64), par l'intermédiaire de Jaquelle leurs capacités de couplage sont reliées à la masse du circuit, est disposée au voisinage immédiat

des capacités de couplage ( 61 à 64).

8. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les

condensateurs des filtres passe-haut RC ( 60, 61 ou , 64) sont couplés, entre les éclateurs de bougie et les résistances d'anti-parasitage ( 36 à 39) reliées en série avec ces derniers, avec les différents

circuits d'allumage.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est prévu, en relation avec les capacités de couplage des filtres passe-haut, des électrodes périphériques cylindriques disposées sur les corps d'isolation des bougies d'allumage ( 21 à 24) et qui sont chacune reliées à la masse de circuit

par l'intermédiaire d'une résistance de dérivation.

10. Dispositif selon l'une des revendications

8 ou 9, caractérisé en ce que la fréquence limite inférieure des filtres passe-haut couplés, entre les résistances d'anti-parasitage ( 36 à 39) et les éclateurs des bougies d'allumage ( 21 à 24), avec les circuits d'allumage des différents cylindres du moteur, a une valeur d'au moins 50 à 100 M Hz.

11. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est

prévu un détecteur de courant qui produit à sa sortie un signal caractéristique du courant en relation avec

la tête de l'étincelle d'allumage.

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il est prévu comme détecteur de courant un enroulement inducteur disposé dans la fiche de bougie ou bien sur le corps isolant de la bougie d'allumage ( 21 à 24) du circuit d'allumage correspondant.

13. Dispositif selon l'une des revendications

1 à 12, caractérisé en ce que dans l'étage de référence ( 58), il est prévu un générateur de signaux de référence ( 74) qui produit des impulsions de référence ( 76) correspondant au point d'allumage, en ce qu'il est en outre prévu un générateur d'impulsions d'estimation ( 91) qui produit des impulsions d'estimation ( 92) de courte durée correspondant au flanc arrière de l'impulsion de référence ( 76) ainsi qu'un générateur d'impulsions d'enclenchement ( 104), qui produit de son côté des impulsions d'enclenchement ( 107) de courte durée correspondant au flanc arrière des impulsions d'estimation ( 92) et en ce qu'il est prévu dans l'étage d'estimation ( 57) un étage basculant ( 108) pouvant être enclenché par les impulsions d'enclenchement de l'étage de référence ( 58) de façon que son signal de sortie atteigne un niveau défini, par exemple un niveau haut, et pouvant être remis à zéro par les impulsions de sortie ( 111) du circuit à filtres passe-haut ( 56), le signal de sortie de cet étage basculant étant appliqué à une des entrées ( 113) d'une porte ET à deux entrées ( 114) qui reçoit à son autre entrée ( 116) les impulsions

d'estimation ( 92) de l'étage de référence ( 58).

14 Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'étage d'estimation ( 57) comporte un compteur annulaire ( 118) qui peut être remis à zéro à chaque fois par une impulsion de synchronisation ( 119) dérivée de la tension d'allumage dans un cylindre déterminé, par exemple le premier cylindre du moteur, qui reçoit comme impulsions de comptage des impulsions d'horloge ( 123) engendrées au point d'allumage des différents circuits d'allumage et qui caractérise par ses signaux de sortie représentant un compte du compteur, le circuit d'allumage respectivement excité et en ce qu'à chaque circuit d'allumage est associé un élément indicateur à diodes émettrices de lumière qui sont excitées par les signaux de sortie de la porte ET ( 114) et du compteur annulaire ( 118), les différents éléments indicateurs étant branchés en parallèle au signal de sortie de la porte ET et les signaux de sortie représentant un compte du compteur étant appliqués

séparément aux éléments indicateurs correspondants.

15 Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'étage

de traitement et de combinaison logique ( 258; 273) comporte un organe de mémorisation ( 108) qui peut être enclenché par les signaux de sortie ( 238) caractérisant les instants d'allumage de consigne et qui peut être remis à zéro par les impulsions de sortie de différenciation ( 111) du circuit à filtres

passe-haut ( 56).

16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'organe de mémorisation ( 108) est agencé sous forme d'une bascule RS dont la sortie

Q est reliée à un organe d'intégration ( 291).

17. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que, dans l'étage de traitement et de combinaison logique ( 257; 273), il est prévu un organe de temporisation ( 201) qui délimite un créneau temporel dans lequel l'organe de mémorisation ( 108) peut recevoir des impulsions de remise à zéro ( 111; 243), ce créneau correspondant à un intervalle de temps (Tf; Tfl) qui commence lors de l'enclenchement de la montée de la tension d'allumage et qui a une durée couvrant la période de décharge de tension de la bobine d'allumage ( 12) jusqu'à ce que la tension

d'allumage fournie atteigne le maximum ( 284).

18 Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en-ce que le créneau temporel ( 201) est déterminé par la durée des impulsions de sortie d'un étage basculant monostable prévu comme organe de temporisation ( 201) et qui est déclenché par le flanc avant ( 241) d'un signal pulsatoire ( 231, 241) amorcé

par la montée de la tension d'allumage.

19. Dispositif selon l'une des revendications

17 ou 18, caractérisé en ce que l'organe de temporisation ( 201) est agencé sous forme d'un organe d'adaptation dont la durée d'impulsions de définition de créneau temporel (Tf) se termine lorsque la tension entre les électrodes de bougie atteint une première valeur extrême.

20. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 17 à 19, caractérisé en ce qu'il est

prévu un second organe de temporisation ( 274), qui définit à l'intérieur du créneau temporel (Tfi) défini par le premier organe de temporisation ( 201) un second créneau temporel (Tf 2) mais qui est plus court que celuici, la grandeur du second créneau temporel étant telle que, pour une plus faible valeur de consigne de la tension d'allumage, l'impulsion d'allumage se produise à l'intérieur du second créneau temporel (Tf 2), et en ce que l'étage de traitement et de combinaison logique ( 273) engendre un signal de sortie ( 282) quand une impulsion d'allumage, ou bien l'impulsion de sortie de différenciation ( 111), combinée avec celle- ci, du circuit à filtres passe-haut ( 56), se produit encore à l'intérieur du premier créneau temporel (Tf) mais cependant déjà à l'extérieur du

second créneau temporel (Tf 2).

21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que le premier créneau temporel (Tf) est défini par la durée d'une impulsion de haut niveau sortant du premier organe de temporisation ( 201) tandis que le second créneau temporel (Tf 2) est défini par la durée d'une impulsion de bas niveau sortant du second organe de temporisation ( 274), en ce que les impulsions de sortie des organes de temporisation sont appliquées sous forme d'impulsions d'entrée à une porte ET à deux entrées ( 276) dont le signal de sortie est appliqué à une des entrées d'une seconde porte ET à deux entrées ( 277) qui reçoit à son autre entrée les impulsions de sortie de différenciation du circuit à filtres passe-haut ( 56) et en ce qu'en outre un élément indicateur ( 289) peut être excité par les impulsions de sortie ( 282)

de cette seconde porte ET ( 277).

22. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que l'élément indicateur ( 289) peut être excité par le signal de sortie d'un étage basculant monostable ( 287) déclenché par les impulsions de sortie

de la seconde porte ET ( 277).

23. Dispositif sel'on l'une quelconque des

revendications 17 à 22, caractérisé en ce que, à partir

d'une combinaison logique conjonctive d'un signal caractéristique de l'apparition d'un raté d'allumage avec un signal caractéristique de l'activation d'une régulation par limitation de tension à la bobine d'allumage ( 12), on produit un signal de diagnostic caractéristique d'un trop grand espacement entre électrodes.

24. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 17 à 23, caractérisé en ce qu'un signal

qui indique que, dans le cas d'un raté d'allumage, celui-ci est provoqué par des trajets de fuite dans la système d'allumage, est obtenu à partir d'une combinaison logique conjonctive de signaux indiquant que d'une part un raté d'allumage s'est produit et que d'autre part cependant la régulation par limitation de tension de l'installation d'allumage ( 211) n'a pas réagi pendant le premier créneau temporel (Tf;

Tf 1).

25. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 17 à 24, caractérisé en ce que, pour la

commande du courant primaire de la bobine d'allumage ( 12), le dispositif de commande ( 212) d'un système d'allumage à bobine et transistor ( 211) est enclenché, en ce qu'en outre on assure, en plus de la commande de la séquence d'étincelles d'allumage aux instants d'allumage corrects, dans le cas d'une demande ou fourniture excessive de tension d'allumage, une limitation de tension par mise en conduction du transistor extrême ( 214) du dispositif de commande ( 212) dans la condition de conduction et en ce que ce dispositif de commande ( 212) produit à une première sortie ( 216) une séquence ( 218) d'impulsions de tension ( 217) dont la durée correspond à la période de blocage dudit transistor extrême ( 214) et fournit à une seconde sortie ( 219) un signal de tension ( 220) dont la crête est proportionnelle au courant (i r)

passant dans la bobine primaire ( 13).

26. Dispositif selon la revendication 25, caractérisé en ce que la bascule RS ( 108) prévue comme organe de mémorisation peut être enclenchée par les impulsions de sortie ( 239) d'un organe de différenciation ( 204) auquel sont appliquées, comme signaux d'entrée, des impulsions ( 230) produites par inversion ( 229) des impulsions de tension ( 217) apparaissant à la première sortie ( 216) du dispositif de commande, et qui peut être remis à zéro par les impulsions de remise à zéro ( 243) provenant d'une porte NON-ET à deux entrées ( 206) qui reçoit comme signaux d'entrée d'une part les impulsions de sortie ( 233) de l'organe de temporisation ( 201) et d'autre part les impulsions

de différenciation ( 111) du circuit à filtres passe-

haut ( 56) et en ce qu'en outre il est prévu une porte NI à deux entrées ( 207) qui reçoit à une de ses entrées le signal de sortie d'inverseur ( 231) et à son autre entrée les impulsions de sortie ( 233) de l'organe de temporisation ( 201), le signal de sortie de la porte NI ( 207) et le signal,de sortie Q de la bascule RS ( 108) étant appliquées comme signaux

d'entrée à une porte NON-ET à deux entrées ( 251).

27. Dispositif selon la revendication 26, caractérisé en ce que, dans l'étage de traitement et combinaison logique ( 258), il est prévu une autre bascule RS ( 209) dont la sortie Q est enclenchée par les impulsions de sortie de l'organe de différenciation ( 204) pour un niveau haut du signal de sortie et qui reçoit à son entrée de remise à zéro le signal de sortie d'une porte NON-ET à deux entrées ( 208), qui reçoit d'une part comme premier signal d'entrée le signal de sortie ( 234, 236, 247) qui est un signal de tension de niveau haut quand le transistor extrême ( 214) du dispositif de commande ( 212) est conducteur et lorsqu'il se produit une chute de tension par l'intermédiaire de sa résistance de liaison à la masse, et d'autre part comme second signal d'entrée le signal de sortie de l'organe de temporisation ( 201), et en ce qu'il est prévu un premier organe de combinaison logique NI à deux entrées ( 263) qui reçoit comme signal d'entrée d'une part les signaux de sortie de la porte NON-ET ( 251) branchée en série avec la bascule ( 108) et d'autre part le signal de sortie Q de l'autre bascule ( 209), ainsi qu'un second organe de combinaison logique NI à deux entrées ( 264) qui reçoit comme signaux

d'entrée également les signaux de sortie de la porte NON-

ET ( 251) ainsi que le signal de sortie U inverse du

signal de sortie Q de l'autre bascule ( 209).

28. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 1 à 27, caractérisé en ce qu'il est

prévu un organe d'actionnement à l'aide duquel on peut régler la fourniture d'une tension d'alimentation définie qui est inférieure à la fourniture du maximum de tension d'allumage qui est caractéristique de

l'installation d'allumage ( 11; 211).

29. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 1 à 28, caractérisé en ce qu'il est

agencé sous forme d'un appareil de bord d'un véhicule automobile.

30 Dispositif selon l'une quelconque des

revendications 1 à 29, caractérisé en ce qu'en liaison

avec un appareil de diagnostic stationnaire, il est prévu une pince de couplage ( 301) comportant des mâchoires de serrage ( 302 et 303) agencées sous forme de plaques conductrices et pouvant être reliées parallèlement à des conducteurs d'allumage ( 31 à 34) également disposés en parallèle, la pince ( 301) étant agencée sous forme d'une pince à fermeture automatique qui est sollicitée par ressort dans la direction de fermeture et dont les mâchoires de serrage ( 302 et 303) sont reliées entre elles par l'intermédiaire d'un conducteur flexible ( 307) et peuvent être raccordées à la résistance de dérivation ( 60) placée du côté de l'appareil, du circuit à filtres passe-haut ( 56).