CA1147797A - Dispositif d'allumage pour moteur a combustion interne - Google Patents

Abstract

Ce dispositif permet dans un moteur à combustion interne, de maintenir une étincelle à la bougie, pendant une ou plusieurs périodes du cycle de combustion. L'étincelle est engendrée par une tension haute fréquence dont l'application et la coupure sont commandées par un détecteur fournissant un signal représentatif de la position du cylindre dans le moteur. La haute tension est engendrée par un circuit de découpage d'un courant continu commandé par un oscillateur de faible puissance. L'étincelle à la bougie étant maintenue, par ce dispositif, pendant toute la phase combustion, on obtient un effet de plasma, par la turbulence des gaz à l'intérieur du cylindre, permettant d'obtenir une combustion totale du mélange. Cette étincelle peut être maintenue jusqu'à la fin de la phase échappement.

Description

'7~'7 La présente invention concerne les dispositifs d'alluma~e par étincelles utillses pour les moteurs à c~m-bustion interne.
Il est connu, pa~ exemple d'après les brevets français nos 2 219 689 et 2 298 012, en vue de réduire la pollution~ de provoquer une meilleure combustion du mélange combustible dans un moteur a combustion interne, par le prolongement de l'étincelle d'allumage à la bougie sur une période plus ou moins longue du cycle de chaque cylindre du moteur. Le brevet fran~ais n 2 219 689 prévoit également d'améliorer la combustion de cette manière et d'assurer une post-combustion complémentaire en injectant de l'air dans le cylindre apres la phase d'allumage proprement dite.
Dans le brevet FR. 2 298 012 précité, on utilise un dispositif de détection des instants de début d'allumage dans chaque cylindre, dispositif qui commande le déclenche-ment d'un oscillateur à grande puissance, transférant à son tour son energie à la bougie ou aux bougies par l'lntreme-diaire d'une bobine. En principe, l'etincelle à la bougie se repète alors au rythme de la fréquence de l'oscillateur pendant toute ou partie de la phase de combustion dans le cylindre considéré.
Le brevet en question précise que l'oscillateur de puissance doit présenter un certain nombre de c~racteris-tiques dont la plus importante est la rapidité de montée et de descente de l'amplitude de la tension que l"oscillateur doit fournir en régime stationnaire. En effet, ceci est essentiel pour que l'etincelle commence à jaillir immédia-tement a pleine puissance a un moment precis, pendant chaque cycle, c'est a dire lorsque, compte tenu de l'avance l'allumage, le melange doit commencer à ~ruler.
Il s'est avéré qu'u~ tel oscillateur est extreme-ment difficile ~ mettre au point et que le dispositif d'al~
lumage équipe d'un tel oscillateur ne peut pratiquement pas - 1- ~

fonctionner correc~emen-t, surt~ut dans les plages h~utes du régime du moteur, en ~aison précisément du fait ~ue le temps de montée de llamplitude de la te~sion de l~oscilla-teur est trop long et que par ailleurs les phénomenes de relaxation interdisent un rétablissement xapide de l'état non oscillant de l'oscillateur.
Le dispositif decrit dans le b~evet f~ançais n

2,29~,012 présente en outre l~inconvénient de ne pas pou-voir fournir une tension suffisamment élevée pour maintenir l'étincelle sur la bougie pendant liintervalle de temps correspondant a la plage de pression la plus haute dans le cylindre, (moment de l'explosion et l'intervalle immédiate-ment après). Ainsi, il n'est pas possible d'augmenter de façon significative la combustion des imbrûlées après llex- -plosionr l'étincelle étant le plus souvent éteinte par la haute pression et ne pouvant se rallumer que tres tardive-ment dans la phase de combustion du cycle.
Il en résulte donc que le dispositif d'allumage decrit au brevet fransais n 2,2g8,012 ne permet pas d'ame-liorer dans une mesure suffisante l'indice de polluant desgaz d'echappement d'un moteur équipe de ce dispositif.
L'invention a pour but de fournir un di.spositif d'allumage capable de prolonger l'étincelle à la bougie, au choix avec ou sans interruption, jusqu'au delà de la phase de combustion, c'est-a-dire, le cas échéant jusqu'à prati-quement la fin de la phase d'échappement, de déterminer avec une très grande précision, le début de la production des etincelles dans le cylindre en tenant dument compte de l'avance à l'allumage souhaitee et enfin~ de maintenir la production des etincelles meme pendant la période de plus haute pression regnant dans le cylindre.
Elle a donc pou~ objet, un dispositif d'allumage pour moteur à combustion interne assurant, avec ou sans introduction additionnelle d'air dans le cylindre, et pen-2~

dant chaque c~cle de combustion de ce moteur, la productiQn d'étincelles a au moins une bvugie penda~t u~e ~u plusieu~s périodes donnees de ce c~cle, ce ~ispositif comprenant un detecteur pour engendrer au cours de chaque.cy~le de com-bustion et en tenant compte, le cas ec~eant, de l'~vancel'allumage sou~aitee, un signal de debut d'allumage et un generateur a haute tension pour appliquer selectivement a chaque bougie du moteur, un train d'ondes de tension pendant la ou les periodes, ce generateur comprenant un oscillateur pilote pour engendrer un signal d'horloge presentant la fré-quence de l'onde de tension, le generateur a haute tension comprenant un circuit de decoupage d'un courant continu, commande par le signal d'horloge et debitant dans un circuit d'alimentation des bougies pendant la ou les periodes don-nees, sous la commande du detecteur, ce dispositif etantcaracterise en ce que le detecteur comporte des moyens pour engendrer plusieurs signaux dont chacun est caracteristique d'un cylindre determine du moteur, chaque signal ayant une duree allant dans chaque cycle du c~lindre jusqu'à la fin de la phase détente compteeà partir de l'instant d'allumage requis et compte tenu, le cas écheant de l'avance a l'allu-mage, ce dispositif étant en outre conçu pour que la tension délivrée pour maintenir l'étincelle a une bougie pendant la phase de combustion soit compatible avec ou fonction de l'écartement des électrodes de la bougie le mieux adapté et .
le niveau de pression le plus élevé regnant dans le cylindre.
Il resulte de ces caracteristiques, un avantage considerable qui reside dans le fait que, pour engendrer la haute tension, on utilise le decoupage d'un courant continu dont les phenomenes transitoires a chaque decoupage sont quasi-inexistants, l'oscillateur pilote de faible puissance fonctionnant en permanence. Il est ainsi possible en utili~
sant des composants semi conducteurs capables d~assurer la commutation a une frequence elevée, de choisir pour la ~' - 3 -1~ ~7 7~ 7 fréquence de l'onde de te~sion ~'allumage, une va~euX qui peut aller jusqu'à 20 kHz et da~a.ntage. P~r ~illeuxs, étant donne que le découpage du courant est, ~ chaque fols, quasi-instantané, il est possiblel moyennant une logique de commande par exemple, ~e déclencher chaque onde de tension au moment précis dans le cycle de combustion, auquel doit commencar la train d'etincelles dans le moteur.
Suivant une caracteristique particuli~re de l'in-.

ait~

vel~tion qui COIIdU~it a U31 ~Lem:i.er lIIOd~ de ~éalisation avan-tageux, le ~ispositi~ d'alluma~e comprend, pour ehaque hou- ~.
~Jie du mo~eur C3 coml~uskion in-terne, un circuit de découpage de couran~ raccordé a un circuit d'alimentation dlstlnct pour 5 cette bougie, l'osclllateur pilote ainsi que ledit d~tec- -.
teur ëtant raccordes se].ectivement à chaclue circult de dé-COUpaCJe par 11 int:ermedi.aire d'un circuit logique de comman- ..
de.
Suivant ~ne autre caraet~ristique qui conduit ~ ;.
10 un second mode de réalisation avantageux de l'inverlti.on, :
le disyos.itif d'allwllaqe cornporte un seul circuit de décou-page de courant., a.insi qu'un circuit lo~ique de eommande qui sous l'actioll d-ldit oscillateur et dudit détecteur as- ~ .
sure la conunan~le de ce circuit de d~coupa~e et également lS d'un ci.rcuit de distri.buti~)n raccordé entre ledit oscilla-teur et cllacun des circuits d'alimentation des bougies du IllOt~uL', D'a~res caracteristiques de l'i.nvéntion apparai-tront au cours cle la description qui va suivre, donrlée uni~
2~ que~ ent à ~.i.tl-e d~e~empl.c et fai~e en se r~;férant aux des-s:ins a~ cxes, xur lesquc~ls :
- la Fi.cJ.l est: un schelna sim~lifié d'un disposi.-tif d'all.ulm~ge suiv~nt ].I invention montrant en particulier le ci.rcuit cle (Iecoupac~e de cour~nt;
- la lig.2 est un schéma sin;plifié montrant un prernie~r mode de realisation du dispositi~ suivant llinven~
tiOl~;
- la l~i-J. 3 e5t un schema simplifié d'un seconde mode de real.isation du di.spositif d'allumagei - ].a Fi.g~9 est une vue en coupe axiale d'un exe~-ple de détecteur pouvant etre utilisé dans le dispositif d'allumage suivarlt llinvelltion;
- la Fig.5 est une vue de détail du détecteur mon-trant en plall un disqu~ de productlon de signaux de cor~nan-

3~ de;
- la Fig.6 est url schema plus d~taillé d'un seeond Lt~ J;7 mode de r~a].isa~ion cie l'inventiorl;
- ~.d l`i~3.7 ~st ur, diagrallmle de temps lllustrant le fonctionne1nen~ du dispositif d'allumage de la E`ig.6;
- la Fig.8 est Ull diaqramme montrant la p~oduc-tion d'une etincelle ainsi que la courbe de pression dans : ;
un cylinclre d'un moteur à combustion interne, ce dla~am- :
me ~itant obtenu avec le di.~posi.ti:E de la Fig.6;
- la Fiy.9 mont~e un diagranune analogue a.celui de la Fig 8 pour illustrer une variante de l'inventlon.
10 dans laquelle chaque c~cle compre~d deu~ p~r10des succes- , sives de production d'étinc~lles, .`
Avant d'al~order la descri.ption des Figures, il convlent de nc>ter que le dispositif d'all.umage suivant l'invention peut être utilise d~ns un moteur ~ combustion interne ayant un nombre quelcollque de cylindres, la des-cription qui va sui.vre ~)ortant à titre cl'ex~mple unique-ment sur un moteur ~ quatre cylindres.on remarquera é.ga~
lement que l.e dispositil-. d'allumacJe peut ~tre utilisé
tant dans les motcurs a allumage par étincelles alimentés en essence que dans lc5 moteurs du type Diesel, cas auquel il assure une pos~--com~ustion clan.s le ou les cyllndrc~ de ce moteur.
Ceci. poLie, la Fiy.l represerlte le schéma de prin-ciI)e du clisposi.~i.E d'alluma~le sllivant liinvention, qui.
comprel~d un oscil.lateur pilote 1 produisant un siynal pul-~é à haute frequence dont la valeur est, de pr~f~rence su-périeure ~ 10 kllz Cct osci.llateur qui nla comparative-ment clu~lne tres faible puissance envoie des impulsions positi.ves et négatives par l'interm5diaire dlun circuit loyique ~ à un circuit de découpage de tension 3. Le cir cuit loyique 2 est commandci par un detecteur 4 destiné 3 engendrer des signaux re~resentatifs des posi~ions des pistons dans les cylindres du moteur. Par ailleurs, le ci.rcui.t: 10-3icluc cle comlnarlde transllle~ 3 travers une li~ne 5, un sicJnal de co~nande dla]lumayc à un circuit dlalimen-o~7 tation 6 de la ou ~les bouc~ies 7 du moteur, le signal de ..
col~lande etant engendré dans le détecteur 4 en tenant comp-te cle l'avance a 11 allumage requis en fonction du régime de fonc~ionnemel-lt du moteur.
L5énercJie nécessaire ~ la prc~duction des étincel- :
les sur la bollqie 7 est obtenue dans le circuit de d~cou~
page de courant 3 qui est aliment2 par une souxce de cou-rant cont:inu ~, appartenant par exemple au v~hicule aut.o-mobile équip~ du disposi-tif suivant l'lnvention. ~e cir~
cu:lt cle decoupc~ge 3 fonctionne au rythme des signaux four-nis par l'oscillateur pilote 1. Il comprend, dans cet exem- -.
ple un jeu de deux translstors 9 et 10 de commutation rapi-de dont les bast?s sont commandé6?s respectivemert par les impulsions directes et complémentaires du signal provenant ..
de l'c)scillateur pilote 1 . Bien entendu, ce circuit peut ~tre as?~mét.ricIue ecJalel.lt?llt.
1.es ci.rcuits collectellr-émetteur cles tr~.nsistors 9 et 10 sont relies en parallele entre la masse et un en-roulement primaire 11 d'un transformateur-elévateur 12 qui 20 est alilTIent:é symetriqut.?ment. par la source ~ de courant con-ti.nu, sa pri.sc m~cliane 13 étant raccorclée au pôl.e positi~
de cette sourcc?. Une diode cle protection 14, 15 est raccor-d~e respt?ct.ivt?lllcent en parallèle sur les ci.rcuits collecteur-émetttaU~^ des transi ~tors 9 et 10~ Une r~sistance de polari-sa-tion 16 et 17 est resl~ecti.vemt?llt branchée entre la base.
: et l'emetteur de ceux-ci .
s.ien entcndu; le circl~it de découpage que llon vient. de décrire nlest qu'un e~emple qui est sujet ~ de nombreuses variantes, l'exemple representé etant avantac~eux 30 du fait de sa simplicité et sa fiabilite.
Le circuit que l'on vient de d~crire permet d'en-geI)cIrer entre les électrodes de la bougle 7~ un train d'~-tincelles dont I.a longueur, le début et la fin sont déter-milles par le détecteur 4 et qui ~st en~endre par un ou plU-3rj sleurs trail-s (l'c~ndts c~ llclut.e tension apparalssant aux borne~
du secondai.re I7 c1u transfcrmateur-él~vateur 12~ Le debut de ..

, 3~ 7~7 ~c ~ ain d'o~ d(- ~n.~i.on ou le dé~ut du premi.er ~rain d'ondes, c'e~ ~dlre sa premi~re double alternance presente d'em~lee, la valeur requise pour obtenir une etincelle sur la bouyle 7, car l'cffet de commutatloll obtenu par le~ transis- ;
~; tors 9 et 10 nc 5U~i~ aucun retard notable ~ chaque double .:
alternance. ~lnsl, on peut déterrniner avec une pr~cision très grande, l'lns~.ant de d~bu-t d'allumage dans le cyclin-dre du moteur et prolonger l'étincelle pendant toute la dur~e voulue pour obtenir la pleine combustion~du ~élange, . .
I0 avec ou sans interruption.
Le circuit ~insi. con~u permet egalement d!~ugmentex ! j,!~;, considérablement la valeur de ].a tension à 1~ bougie .-.
c3râce a la présence du transformateur~élévateu~ et le circui~ d'alimentatlon 6 dont une descriptlqn detaillée ~5 sera donnee ci-apxës. Dans un exemple spécifique, la ten-sion peut al:Ler jusqu'~ 50 kV, ae qui permet d~ maintenir 1 ' e~ celle ~ la bou~i.e m~rl~e pendan~ la p~rtode du cycle correspondallt à la po.inte de pression au moment de la compression maximale. Cette pointe de pression qui, dans 20 les sy~t~mes d'alluma~e classiques empêchait une post-com-I~usti.on du me].clnc3e non l~ral~:~ apreis la phase d'alluma~e du cyc~.e est: compl.é~emellt vaincue grclce au circuit selon l'in--verltion. Par ailleurs, le dispositif d'allumage dont le principe vient d'être e~posé peut atre utilise avec une 25 injection complémen~aire d'air conformément aux disposi-tions du brevet frdn~ai.s n 2,219,689 précite. En ce qui concerne 1~ valeur de la tension utilisée, on peut re-mar~uer qu'el.le peut aller jusqu'à 100 kV ou au-delà et que l'entrefer de la ~ollcJie utilisée avec ce dispositif est op-30 timisé en fonction du niveau de pression maxi.male obtenue dans le cylindre. Par exemple, pour une tension de 50 kV et pour des pressions dans le cylindre de l'ordre de 50 ~ar au mornent de l'explosion, on peut choisir un entrefer de 1,4 mm. .
La l kJ.2 r~ rësente schenlatiquement- un di.spositi.f.
d'allull)aye qui en coilstitue un premier mode de realisa-,~,~.
!, "

~iOIl envislcJe~ . nans lc CdS re~resenté il s agit d un ~;.
clislosit:if ci a~.:Lu~ cJe pour un moteur ~ eombu~stion lnterne a~ant quatre cyli lldl-C~S eornportant des bouc~ie;~ 7a ~ 7d. Cel-.
I es-ci SOllt brallC~ eS rt?SpCCtiVeJllellt a quatre eireuits cl ali.mentation clistinets 6a à 6d eux-m~mes ~elies ~ qua~
tre eireui.ts de cléeoupage 3a à 3d distinets. Un elreult ...
lo~ique 2 assure à la fois la transm.ission et la distri-bution sur les quatre eircuits 3a à 3d des sl~naux pro~
venant du détecteur 4 et de l oseillateur pilote 1~
Dans le mode de réalisation de la Fig.3~ il n est . ;
prévu qu un seul cireuit de déeoupacJe 3 eon.çu selon la l;~ic~.l; dans ce eas la Lorti.e de ee eireuit est relié
èn eommun à quatre e.ireuits d alimentation 6a ~ 6d q~
sont deelenehes selon l ordre d allumage voulu sous la eommande d~ ci.reui.t logiqlle 2~ par l intermédiaire de quatre eireuits de deeleJIellenlent l9a à l9d assoei~s res-peetivement aux quatre ei.-eu.t-ts d alimentation 6a ~ 6cl. Le eireuit de l.a Fig.3 ser.~ cl~erit en d~tail ei-apres en faisallt rLferellee ~ux Fig~ 6 et 7 2~ Il convie~ cl aborcl d ex.~miner les Fig.4 et 5 c~ui représelltent ul) exemple de reali.sati.on d un dét.eeteur u~i.lisable dclns le di~sposit.i.:c~ suivant l illvention~ Le dis-posi.tif repreisellt~ est derive de préférence d un allumeur elassique Ll vi.s pLatineec b.ien eonnu clans la teehni~ue et 25 moclifie pour le besoin de l invention. Il eomporte un ear-ter fixe 20 dans 1ec1uel est monté a rotation un arb~e 21 qui tourne en synehronisme ave~e le moteur à eombustion in-t.erne. Cet arbre 21 peut entrainer un orcJane rotatif 22 ~ar l interme;diaire cle deux dispositifs 23 et 24 op~rant ~u un deealage angulai.re entre 1 arbre 2l et l!organe rota-tif 2 respeetivemc.!lt en fonetion de la vitesse de rota~
tiOII de l allumeur (régime du lnoteur) et en f~neti~n de la dépression ré-~nant clans la pi.pe d admission du Inoteur. Com-me il est bien connu les dispositifs 23 et 24 sont desti-35 lleS à assurer l avance ~ l allumage en fonetion du r~gimedu moteur.

I,ior~3c~ne ro~ati.L 22 est solidaire d'un disque 2~ (l.iq.5) as.~ci.e à url ~trier fixe 26 chcvauchant une peLite pc1rtie allc1ulaire de sa p~riphéri.e en s'éterldant rad.talem~rlt sur une distance qui correspond dans l'e~em-r~ ple ~lecrit, à trois plstes de si.(~naux 27, 28 et 29. Le dlsque est réalisé, par exemple en une matlere opaque, les signclux e~an~ mat:éri.al.isés par des plages transpa-rentes, cornme on le voit sur la Fi~.5~ L'étrier 26 supporte en face de chaque piste d'une part une diode photo-luminescente 30 et d'autre part du c~t~ oppos~
un dé-tec-teur photo-électrique 31 coopérant ensembl~ par paire pour fournir des signaux en fonction de la confl~u-ration des pistes 27, ~8 et 29. La piste extérieuxe 27 colnporte~dans une prem.iare Variante,quat~e ~lacJes trans-parentes decalées angulairement de 90 et affectée.s res-pectivement au~ ~uatre cylindres du mo-teur pour y deter-m.iner l'instarlt de debut d'alluma~e avec, le c~s ~chéant l'avance ~ llumage souhait~e, Les pistes 28 et 29 sont consti-tuéeS chacune par une pl.acJe transparent.e s'étendant sur pratiquement 90.
~lles follrllissent ~ar la confi.(Jurat.ion ~inaire des signaux qu'elles erlgelldr~nt dans les photo--detecteurs 31, quatre si~
gnaux de commande s'éten(lant pour chaque cyclindre sur pra-tiquement 180~ à ~artir de l'i.nstant d'alluma~e 190 ancJulai-re du disque 25~. On peut ~tnsi determiner le début d'allun~a-9~, la lon~ueur du train d'etincelles dans chaque cylindre et ecJalemerlt llordre d'alluma~e dans les quatre cylindres du moteur.
Il est a noter que les signaux de conunan~e nécessai-res à cet effet peuvent être enclendr~s d'une autre façon que ce soit de fa~on opto-electronique, ma~néti~ue ou autre; par ailleurs, l'adaptation à desn~teurs d'un nol~re dif~érent de cylin-dres p~ut être fait~ aiscnlent en ~onction de leur schema d'allumage connu en soi.

~ 7~ t~3 OJ1 se r~:~f~re mainLenallt à la l;i.y.6, sur laquc311e , .
. r~?L~ llll sc~ na ~ s (~15t~ i f.l~l ù.ts~)ociit ~ .U- , ma~le df' la li~3.3. On y retlouve en t~nt qu'enserll3~1fs e~s~n- , !.
t,.i.els, l'ocicillat~.?ur uilote 1, le circuit logique 2, le clr-~, c,uit ~lC? deco~lpdge 3, le détecteur 4 qui est ici celui que ~.
l'on vient de décri.re à propos des Fig.4 et 5, le~ circui.ts ; ..;;
d'alimc?l1tation 6a cl 6d et les circuits de déclenchemen~
l9a à 19d. Pour simplifier la Flgure, les circuits 6b ~ 6d .
e-t l9b à 19d n'ont pas et~ repr~sentés en détail.
Le détecteur 4 présente trois sorties 32a à 32c, dont les etats correspondent respectivement aux configura-tions des pistes 27 a 29 et qui. sont engenclrés par les pho-to-détecteurs 31. Lf S trois sorties 32a à 32c sont reliées l~ar l'intexmédiaire de circuits d'amplification 33 à une 15 nlëllloire morte 34 ou circu.~t logique câblé, répartissant les divers si~naux qu'il reçoit sur ses sortifs en fonction de SC)n cablage .i.ntërieur et~bli une fois pour toutes, lors de la constructi.on du dispositifO
L'oscilLatf?ur pi].o~e 1 compor~e une partie oscil 20 latrice proprement dite 3S cc)mposce cle deux amplificateurs 36, d'une resistancc 37 de préférence variable et d'un con-clensateu.r 38 mont~s en réac~ion. I,a sort,i.e de cette parti.e osei:l..lat:rice 3S est appliquce à un circuit de mise en forme 3~ Co3lStitu~ ~clr Utle ~scule du type J-~ dont le si~na.1 25 de sortie est un trai.n d'impulsions alternatives ayant la ~réquencf- pilote de 20 k~{z par exemple. (voir courbe Lj, ~.iCJ. 7). I.,a sortle inverse Q de la bascule 39 constitue le si~nal d'horloge pour ].a mémoire morte 34. ~a sortie directe Q de la baccule 39 est reliée à un c~mpteur di~i-5t?U~- par si.x 40.
La fré4uerlcf.? d~-? l'osc3.l1ateuL pilote ~eut 8tre collstante ou variable en on~tion de plusieurs paramètres tels que par exemple, 1.e régi.me du moteur, en asservissianL
la valeur de la résistancf? 37 à un tel paramètre par des ;~ IIIO~,~'IIS class iques.
I..-l meMoire morte 3~1 es~ dest~ ee ~ aigui.ller les si(lnaux qu'elle res,oit sur six conducteurs 41 à 46, dont ,.
].cj corlducteurs 41 et 42 sont destinés ~ commander res-pectivclllent le~ bascs cles tr~nsistc>rs 9et 10 du circuit dc decoupage 3. Les conducteurs 93 à 45 transmettent les ;.
si~naux d'ordre d'allulllage qui sont Eonetion de la eonfi.- , ,i guration de siynaux engendres sur les sorties 32b et32e du ,;', detecteur 4. Tous les conducteurs 41 à 46 80nt raceordés respect:Lvement a des ampllfieateurs q7. Les a~plifleateurs - , 47 affectés aux signaux d'ordre d'alluma~e sont reliés ~i à des amplificateurs suppl~mentaires 48 portant le nlveau ;.
de sicJnal à celui necessalre po~- eommand~r les eireuits de i,, déclenchemellt l.9a à 19d, I~ secor~aire 17 du transformateur 12 formant la sortie du circuit de dëcoupage 3 es-t eonnecte par un con~
dcnsateur 4~ à une li.cJne de distribution 50 qui est reliée par l'intermediaire d'une diode 51 à la masse, et egalement aux quatre circuits de declencllement, l9a à 19d par des d~o-.des 52 qui sont mont~es en oppositi.on par rapport à la diode ~l. l.'enscm~le condensateur 49, diode 51 et chacune des ~iodes 52 eonstituent un doubleur de tension élevant 1~ tensiorl de sort.ie du secondai.re 17 au ~ouble de sa va-leur.
Chaque diode 52 cst reliee au montage en s~rie d'un condensateur 53 et du primaire d'une bobine 54 au secondai-re cle laquelle est connectée une bougie 7a à 7d, respeeti.ve-ment. La diode 52 ext é~alement reliée à l'anode cl'un re-dresseur commarlde au si].ieium 55, ~el qu'~n thyri.stol pa~
exemple dOllt la caLllode est conneetée ~ la masse et dont la g~chette est reliée ~ la sortie d'un des ampli~ieateurs 48 ~.espect.ivulllen t, Le ~onetiol-lnement du dispositif d'allumaqe de la Fig.6 est le suivant (Fig.7).
L'oscillateuL pilote I engendre en permanence un signal de commande (courbe D, Fig,7j qui est divisé en périodes egcllcs de six dou~les c~lternances (to, tl, t2 pal le diviseur 40. La fr~quence du signal de con~(~nde est d~ 20 kll~ par excn~ l.c~.
J.le proccs~us rep.lCstn~é sur l.a ~ 7 correspond au fonctiollne~r,ent de l'un c~es circuits l9a ~ l9d, celui des autres circuits ~tant idelltique.
L'erlselnbl.e des circuits est con~u de telle ~caÇon que la telsion de la l.i{Jne 50 est constam~ent rétablie à sa valeur maxi.male (5G, courbe A, Fig.7), malgré les mises à la masse repétée qu'elle subit du fait de l'ou~
ver~ure de .L'un des thyristors 55. . '~
On suppose qu'c~l l'expi.ration de.la p~riode to~
la bougie 7a doit se déclencher, cet ordre étant engendre du fait des sicJnaux provenant des sortles 32a à 32c du détecteur 4~
Au moment o~ survierlt l'ord~e d'allumage sur la ~5 sortie 32c du fai.-t du p~SSaCJC de l'ouverture correspondan te de la piste 27 entre 'a diode 30 et le détecteur 31 associés, la mémoire ri~ortc clicJuille cet ordre sur le ci.r-Clli.t correspon(lant ~ la boucJie 7a, par exemple en fonc-tion dessi.cJrlaux qu'elle re~oit des sorties 32a et 32b.
I)ans le cas cons:Ldéré, la m~ oire morte 34 transmet l'or-dLe par l'in~ermédiaire des ~Mplif:icateurs associés ~7 e~ 48 ~ la C3~C}le~.te du tllyristor 55 corresponc~ant (im--~u].sion 57, courbe B) ce qui met en court-circuit, le ~lontagf? en ser.ie du e(jndel7.satcur 53 ~t du primaire de la 2S ~ol).irle 54, pour y (lëchar~er la charge accumulee aupara~
vant d~ns le condel-~ateur 53. Cette dechar~e donne lieu a une premiere onde de tension 58 provoquant une etincel-le à la boucJie 7a. ~ titre irldi.catif, on peut choisir .pour la tellsion au secondaire 17, une valeur de 400 V, par exemple, valeur qui est doub].ee par l'ersemble 49 - 51,52 jusqu'c~ ~00 V environ. La bobine peut clugmenter en defini-tive la tension sur la bou~3ie à une valeur très ~levée (jusqu'~ 50 kV, par exemple).
~ u moment oll l'or~lre d'alluma~e survienti le di-~C~7~`~7 ~iseur 40 commence ~ compter, le circu.tt de d~coupage 3et.ant ellcore dc~s~-lct:ive, puisqlle la mémoire mort~ 39 en i.ntcrd.i.~ le Follctic)nllemel-t en attendallt qlle lui parvi~nne la trois:ielne impul.si.on cornptëe par le diviseur 40. Pa~
ce d~lal, le thyri.stor 55 est supposé ~tre ferm~ de nou- ; ; -veau, le signal sur sa c3achette étant supprim~ et la 'l:.
tension à se~ borlles étant devenue nulle. ~ar ailleursj ..
I.a troisiëme .impulsion commande l'ouverture du circuit de découpage 3 qui commence ~ Eournir de l'~nergie pour re- ,:
c~laryer le condensateur 53 qui s.e charge alors, par exem-ple par tro.is échelon 59 s~lr trois périodes du slgnal dlhor~
loge, jusqu'au double de la tension du secondaire 17. Le di-`.
viseur ayarlt alors compte jusqu'~ cinq, il reste une im~
pulsion au cours de laquellc le niveau de la tension sur la 1.5 :I.igne 50 est maintenue~ i.rl de la période t~
Ensuite, la memoi1-e rnorte 34 commande ~ nouveau le déc.l.er,cllement clu thyrls~or 55 et une nouvelle ~tincelle jaillit à la mame bougie 7a, car la con~iguration de si-gnaux sur les sor.ties 32a et. 32~ n'a pas challc3ée~ Il est ~0 à r,oter à cet é(~arcl clue la frëquence à laquelle survien-nent les étincel:l.es à une boucJie E~endant 1~ période o~
elle est mi.se en circuit et le sixieme de la fréqùence du s.ignal p.i.lc)te soit 20/6 k~l7; par exemple, la période de mi-se en circuit correspondan~ .1 environ 18~ du cycle du cylindre considéré (90 du disque 25 du détecteur).
Il est ~ no-ter éga].erllent que la charge des con-densateurs 53 dec circuit:s 19b à l9d sont maintenues par leurs diocles 52 associées, tant que ces c.ircuits ne sont pas activ~'~s par l'intermédia.i.re des thyristors 55 du fait de la confic3urati.on de sicJnaux sur les sorties 32a et 32b.
On comprend donc qu'à chaque bougie 7a à 7~ est enc3endre dans l'ordr~ d'allumage requis par le mo~eur, un trc~ d'oncles de t:ens.ion cle la forlne de celle repr~sen-t~e en 58 sur 1~ lig.7, train d'ondes dont le d~clenche-m~nt e~t i111me~1ic~t à la plel1le tension et dont la dur~e :'.
S l{?tel)~ sl1r ~r.lt lueme11L l~ c1u cycl.e du cylindre.
I.a I`:icJ.B re1)r~se11te un graph.ique sur lequel sontuortC~es a la ~ols ur,e cour}~e de la tension a la bougie ~; eL une col1r~e cle pLeSSiOIl d ~ un cy.1.indre auquel le dispo-~it.i~ d'~ na~Je ~uivant l'invention a ~té appliqué.
On voit ~ue ].e trai11 d'ondes de tension est main-tenu prati.cluement à la valeur maximale, me~e l~rsque la ,.
prcs3ion d~:lns le cylir1dre at~eint sa val~ur maxlmale.
1~ ~es es~ais ~ai.Ls par le Demandeur avec le dispo-sitif d'allumage suivant l'invention sur un motcur de v~
hicule automobile courant ont permis de constater que, Au fait de la combustiorl totale du n~élange, l'economie de car~urant, toutes c~1oses ecJales par ailleurs, peut aller jUSqU~à 8% par rapport à la consommation du meme otcur ëqui.pé d'un dispos.it.if d'allumaye classique.
La l~ represer1te une variante de l'inven~ion dar)s ~.aq~1cl.le la product:i.on des étincelles est interroln-pue pendallt ~In cerl-.àill intervdlle cle temps, pour repren-dre ensuite et permettre l'allumage des imbrûl~s et laréalisat.ion d'une post-comhustion.
rn ef~et, la production des é~incelles ~tant dë-C].el~C}leL' en p~emi.er ressort par les siy1~aux de la piste 27 du disque 25 (I;;i~.5), .i]. est très facile cn prevoyant ~l~s playes ~ranspc1ren~es 27~ dans ce cycle d'interIompre a volor-te, et ~v~ntuelleme1lt plusieurs ~ois pendant le cycle, la ~roducti~n des étincelles.

Claims (9)

Les réalisations de l'invention au sujet des-quelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit;

1. Dispositif d'allumage pour moteur à combus-tion interne assurant, avec ou sans introduction addition-nelle d'air dans le cylindre, et pendant chaque cycle de combustion de ce moteur, la production d'étincelles à au moins une bougie pendant une ou plusieurs périodes données de ce cycle, ce dispositif comprenant un détecteur pour engendrer au cours de chaque cycle de combustion et en te-nant compte, le cas échéant, de l'avance à l'allumage sou-haitée, un signal de début d'allumage et un générateur à
haute tension pour appliquer sélectivemnt à chaque bougie du moteur, un train d'ondes de tension pendant la ou les périodes, ce générateur comprenant un oscillateur pilote pour engendrer un signal d'horloge présentant la fréquence de ladite onde de tension, ledit générateur à haute tension comprenant un circuit de découpage d'un courant continu, commandé par le signal d'horloge et débitant dans un circuit d'alimentation des bougies pendant la ou les périodes don-nées, sous la commande dudit détecteur, ce dispositif étant caractérisé en ce que ledit détecteur comporte des moyens pour engendrer plusieurs signaux dont chacun est caractéris-tique d'un cylindre déterminé du moteur, chaque signal ayant une durée allant dans chaque cycle du cylindre jusqu'à la fin de la phase détente compte à partir de l'instant d'allu-mage requis et compte tenu, le cas échéant de l'avance à
l'allumage, ce dispositif étant en outre conçu pour que la tension délivrée pour maintenir l'étincelle à une bougie pendant la phase de combustion soit compatible avec ou fonc-tion de l'écartement des électrodes de la bougie le mieux adapté et le niveau de pression le plus élevé régnant dans le cylindre.

2. Dispositif d'allumage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit de découpage de cou-rant continu comprend un montage d'un composant semi-con-ducteur à commutation déclenché par ledit oscillateur pilote sous la commande dudit détecteur, ledit composant étant relié au primaire d'un transformateur élévateur dont un point est relié à une source de courant continu.

3. Dispositif selon la revendication 2, caracté-risé en ce que le montage du circuit de découpage est symétrique et comporte deux composants semi-conducteurs reliés respectivement aux bornes extrêmes du primaire du transformateur tandis que ladite source de courant continu est raccordée au point milieu dudit primaire.

4. Dispositif d'allumage selon l'une des reven-dications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend pour cha-que bougie du moteur à combustion interne, un circuit de découpage de courant raccordé à un circuit d'alimentation distinct pour cette bougie, l'oscillateur pilote ainsi que ledit détecteur étant raccordés selectivement à chaque cir-cuit de découpage par l'intermédiaire d'un circuit logique de commande.

5. Dispositif d'allumage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un seul circuit de de-coupage de courant, ainsi qu'un circuit logique de commande qui sous l'action dudit oscillateur pilote et dudit détec-teur assure la commande de ce circuit de découpage et égale-ment d'un circuit de distribution raccordé entre ledit oscillateur et chacun des circuits d'alimentation des bou-gies du moteur.

6. Dispositif d'allumage selon 1, revendication 5, caractérisé en ce que ledit circuit de distribution com-porte pour chaque circuit d'alimentation un composant semi-conducteur à déclenchement raccorde à une ligne de distri-bution commune, connectée à son tour au secondaire dudit transformateur élévateur, par l'intermédiaire d'un compo-sant de blocage interdisant le retour du courant vers cette ligne et en ce que les électrodes de commande desdits com-posants à déclenchement sont reliées au circuit logique de commande pour que ces composants à déclenchemont soient déclenchés pendant des périodes déterminées par ledit détec-teur fournissant des signaux représentatifs du cycle de combustion dans ledit moteur.

7. Dispositif d'allumage selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit circuit logique de commande comporte des moyens pour assurer le déclenchement périodique de chaque composant semi-conducteur à déclenchement pendant les périodes déterminées par ledit détecteur.

8. Dispositif d'allumage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le déclenchement périodique de chaque composant semi-conducteur à déclenchement est réalisé
à une fréquence qui est un sous-multiple de la fréquence dudit oscillateur pilote.

9. Dispositif d'allumage selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit circuit de distribution com-porte un doubleur de tension raccordé au secondaire dudit transformateur élévateur.