FR2947059A1 - IONIZATION CURRENT MEASUREMENT OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE IGNITION SYSTEM. - Google Patents

Abstract

Dispositif de mesure du courant d'ionisation issu d'une bougie (4) équipant un système d'allumage de moteur à combustion interne, comprenant un module de polarisation, un module de conversion (6) pour convertir le courant d'ionisation issu du module de polarisation (5) en une tension d'ionisation, un module de mesure (7) apte à mesurer une tension de bruit d'allumage généré par ladite bougie (4), et un module de calcul (8) apte à calculer une tension d'ionisation corrigée à partir d'une différence entre ladite tension d'ionisation issue du module de conversion (6) et ladite tension de bruit d'allumage.Device for measuring the ionization current from a spark plug (4) fitted to an ignition system of an internal combustion engine, comprising a polarization module, a conversion module (6) for converting the ionization current from the polarization module (5) into an ionization voltage, a measurement module (7) capable of measuring an ignition noise voltage generated by said spark plug (4), and a calculation module (8) capable of calculating a corrected ionization voltage from a difference between said ionization voltage from the conversion module (6) and said ignition noise voltage.

Description

B08-3287FR AxC/CRA B08-3287EN AxC / CRA

Société par actions simplifiée dite : RENAULT s.a.s. Mesure du courant d'ionisation d'un système d'allumage de moteur à combustion interne Invention de : DELORAINE Franck CORDESSES Lionel Mesure du courant d'ionisation d'un système d'allumage de moteur à combustion interne Simplified joint stock company: RENAULT sas Measurement of the ionization current of an internal combustion engine ignition system Invention of: DELORAINE Franck CORDESSES Lionel Measurement of the ionization current of a combustion engine ignition system internal

L'invention concerne la mesure du courant d'ionisation d'un système d'allumage de moteur à combustion interne. Plus particulièrement, l'invention concerne les systèmes d'allumage de moteur à combustion interne pour véhicules automobile. Actuellement, l'allumage des moteurs à combustion interne est produit, pour chaque cylindre du moteur, par une source d'inflammation suivie d'une propagation de la combustion d'un carburant dans la chambre de combustion des cylindres. Cette source d'inflammation est généralement une bougie d'allumage, placée dans un cylindre, qui permet de générer un arc électrique afin d'amorcer la combustion du carburant. The invention relates to the measurement of the ionization current of an ignition system of an internal combustion engine. More particularly, the invention relates to ignition systems of an internal combustion engine for motor vehicles. Currently, the ignition of the internal combustion engines is produced, for each cylinder of the engine, by a source of ignition followed by a propagation of the combustion of a fuel in the combustion chamber of the cylinders. This source of ignition is usually a spark plug, placed in a cylinder, which generates an electric arc to initiate the combustion of fuel.

En outre, pour baisser la consommation en carburant des véhicules et pour répondre aux normes anti-pollution qui sont de plus en plus sévères, il est important de connaître la qualité de la combustion. En effet, lors de la combustion du carburant, un déplacement de charges électriques se produit dans le mélange air/carburant de la chambre de combustion. Ce déplacement de charges génère un courant d'ionisation à travers la bougie d'allumage. Cependant, comme la bougie d'allumage est utilisée comme une sonde de mesure, le signal d'ionisation mesuré est parasité, notamment à cause de l'étincelle de la bougie qui a amorcée la combustion. La génération de l'étincelle induit des oscillations parasites sur le signal d'ionisation. On dit alors que le signal d'ionisation est bruité. En outre, à haut régime moteur, l'information issue du développement de la combustion est presque complètement parasitée par ces oscillations. La mesure du courant d'ionisation généré est donc une image électrique parasitée du développement de la combustion. Un but de l'invention est donc de réduire la perturbation du signal d'ionisation due à l'étincelle produite par la bougie d'allumage, ainsi qu'à d'autres éléments du circuit de mesure du signal d'ionisation comme, une bobine, une capacité, ou tout autre élément inductif pouvant perturber le signal. Selon un aspect de l'invention, il est proposé un dispositif de mesure du courant d'ionisation issu d'une bougie équipant un système d'allumage de moteur à combustion interne, comprenant un module de polarisation. Selon un mode de réalisation, ce dispositif comprend, un module de conversion pour convertir le courant d'ionisation issu du module de polarisation en une tension d'ionisation, un module de mesure apte à mesurer une tension de bruit d'allumage généré par ladite bougie, et un module de calcul apte à calculer une tension d'ionisation corrigée à partir d'une différence entre ladite tension d'ionisation issue du module de conversion et ladite tension de bruit d'allumage. In addition, to reduce the fuel consumption of vehicles and to meet anti-pollution standards that are increasingly severe, it is important to know the quality of combustion. Indeed, during the combustion of the fuel, a displacement of electric charges occurs in the air / fuel mixture of the combustion chamber. This displacement of charges generates an ionization current through the spark plug. However, since the spark plug is used as a measurement probe, the ionization signal measured is parasitic, in particular because of the spark of the spark plug which initiated the combustion. The generation of the spark induces parasitic oscillations on the ionization signal. It is said that the ionization signal is noisy. In addition, at high engine speed, the information from the development of combustion is almost completely parasitized by these oscillations. The measurement of the generated ionization current is therefore an electrical image parasitized by the development of the combustion. An object of the invention is therefore to reduce the disturbance of the ionization signal due to the spark produced by the spark plug, as well as to other elements of the ionization signal measuring circuit, such as coil, capacitance, or any other inductive element that may disturb the signal. According to one aspect of the invention, there is provided a device for measuring the ionization current from a spark plug equipping an ignition system of an internal combustion engine, comprising a polarization module. According to one embodiment, this device comprises, a conversion module for converting the ionization current from the polarization module into an ionization voltage, a measurement module capable of measuring an ignition noise voltage generated by said candle, and a calculation module adapted to calculate a corrected ionization voltage from a difference between said ionization voltage from the conversion module and said ignition noise voltage.

Grâce à ce dispositif, on peut réduire la perturbation du signal d'ionisation tout en conservant l'information liée au courant image de la combustion. A l'aide du module de mesure, on peut mesurer une tension de bruit d'allumage, c'est-à-dire un signal qui contient les oscillations parasites générées par l'étincelle. En outre, à l'aide du moyen de calcul, on peut fournir un signal corrigé contenant l'information pertinente de la qualité de la combustion, c'est-à-dire un signal qui ne contient pas, ou peu, de bruits parasites liés à l'étincelle de la bougie d'allumage et aux éléments inductifs du circuit de mesure. Thanks to this device, it is possible to reduce the disturbance of the ionization signal while preserving the information related to the image current of the combustion. With the aid of the measuring module, it is possible to measure an ignition noise voltage, that is to say a signal which contains the spurious oscillations generated by the spark. In addition, using the calculating means, it is possible to provide a corrected signal containing relevant information on the quality of the combustion, that is to say a signal which does not contain, or very little, parasitic noise. related to the spark of the spark plug and the inductive elements of the measuring circuit.

Avantageusement, le dispositif de mesure comprend un transistor de puissance et un transformateur pour alimenter la bougie, ledit transformateur étant muni d'une bobine primaire ayant une première borne couplée à une tension d'alimentation et une deuxième borne couplée audit transistor de puissance et d'une bobine secondaire couplée entre ladite bougie et le module de polarisation. Un tel dispositif permet d'utiliser un transformateur pour alimenter la bougie sans perturber la mesure du courant d'ionisation. En effet, l'ajout d'un transformateur dans le circuit peut générer des oscillations, dues en partie aux bobines d'inductances du transformateur, sur le courant d'ionisation. Le module de mesure permet de mesurer ces oscillations et le module de calcul permet de retrancher ces oscillations mesurées au signal d'ionisation afin d'en extraire les informations parasites pour fournir uniquement les informations pertinentes du déroulement de la combustion. Avantageusement, le dispositif de mesure comprend un module d'amortissement muni d'un organe capacitif monté en série avec une résistance, ledit module d'amortissement étant monté en parallèle de la bobine primaire du transformateur. Advantageously, the measuring device comprises a power transistor and a transformer for supplying the spark plug, said transformer being provided with a primary coil having a first terminal coupled to a supply voltage and a second terminal coupled to said power transistor and a secondary coil coupled between said spark plug and the polarization module. Such a device makes it possible to use a transformer to power the spark plug without disturbing the measurement of the ionization current. Indeed, the addition of a transformer in the circuit can generate oscillations, due in part to the inductance coils of the transformer, on the ionization current. The measurement module makes it possible to measure these oscillations and the calculation module makes it possible to subtract these measured oscillations from the ionization signal in order to extract the parasitic information to provide only the relevant information of the unfolding of the combustion. Advantageously, the measuring device comprises a damping module provided with a capacitive element connected in series with a resistor, said damping module being mounted in parallel with the primary coil of the transformer.

Grâce à ce module d'amortissement, on améliore la mesure du courant d'ionisation en amortissant les oscillations du courant d'ionisation dû à l'étincelle, permettant ainsi de réduire significativement les oscillations générées par l'étincelle. Le module de mesure peut comprendre une résistance montée en parallèle du transistor de puissance. On peut ainsi fournir un moyen simple et peu onéreux pour mesurer la tension d'un signal contenant les oscillations parasites générées par la bougie d'allumage et/ou un transformateur. Selon un autre mode de réalisation, le module de mesure peut comprendre un pont résistif muni d'une deuxième et d'une troisième résistances et qui est monté aux bornes dudit transistor de puissance. Selon encore un autre mode de réalisation, le module de mesure comprend un deuxième transformateur muni d'une deuxième bobine primaire couplée entre la première bobine primaire et le transistor de puissance et d'une deuxième bobine secondaire couplée entre une masse et au moins une résistance du module de mesure. Selon un autre mode de réalisation, le module de mesure comprend un optocoupleur dont une borne d'entrée est couplée entre l'organe capacitif et la résistance du module d'amortissement, et une borne de sortie est couplée avec la deuxième borne du premier transformateur. Selon un autre aspect, il est également proposé un procédé de mesure du courant d'ionisation issu d'une bougie équipant un système d'allumage de moteur à combustion interne, dans lequel on polarise ladite bougie. Selon un mode de mise en oeuvre, on convertit le courant d'ionisation en une tension d'ionisation, on mesure une tension de bruit d'allumage généré par la bougie et on calcule une tension d'ionisation corrigée à partir d'une différence entre ladite tension d'ionisation et ladite tension de bruit d'allumage. Avantageusement, on commande un transformateur pour alimenter ladite bougie. Thanks to this damping module, the measurement of the ionization current is improved by damping the oscillations of the ionization current due to the spark, thus making it possible to significantly reduce the oscillations generated by the spark. The measurement module may comprise a resistor connected in parallel with the power transistor. It is thus possible to provide a simple and inexpensive means for measuring the voltage of a signal containing parasitic oscillations generated by the spark plug and / or a transformer. According to another embodiment, the measuring module may comprise a resistive bridge provided with a second and a third resistance and which is mounted across said power transistor. According to yet another embodiment, the measurement module comprises a second transformer provided with a second primary coil coupled between the first primary coil and the power transistor and a second secondary coil coupled between a mass and at least one resistor. of the measurement module. According to another embodiment, the measurement module comprises an optocoupler of which an input terminal is coupled between the capacitive element and the resistor of the damping module, and an output terminal is coupled with the second terminal of the first transformer. . According to another aspect, there is also provided a method for measuring the ionization current from a spark plug fitted to an ignition system of an internal combustion engine, in which said spark plug is polarized. According to one embodiment, the ionization current is converted into an ionization voltage, an ignition noise voltage generated by the spark plug is measured, and a corrected ionization voltage is calculated from a difference between said ionization voltage and said ignition noise voltage. Advantageously, a transformer is controlled to power said spark plug.

Selon un autre avantage, on amortit des oscillations du courant d'ionisation. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 illustre schématiquement un dispositif de mesure d'un courant d'ionisation ; - la figure 2 illustre schématiquement une courbe de la tension d'ionisation au cours d'un cycle du moteur ; - les figures 3 à 6 illustrent schématiquement des modes de réalisation du module de mesure ; et - la figure 7 représente un organigramme illustrant les principales étapes d'un procédé de mesure d'un courant d'ionisation. According to another advantage, oscillations of the ionization current are damped. Other objects, features and advantages of the invention will become apparent on reading the following description, given solely by way of nonlimiting example, and with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 schematically illustrates a device measuring an ionization current; FIG. 2 diagrammatically illustrates a curve of the ionisation voltage during a cycle of the motor; FIGS. 3 to 6 schematically illustrate embodiments of the measurement module; and FIG. 7 represents a flowchart illustrating the main steps of a method for measuring an ionization current.

Sur les figures, les mêmes numéros font référence aux mêmes objets. Les objets ne sont pas nécessairement dessinés à l'échelle. Sur la figure 1, on a représenté de façon schématique un dispositif de mesure 1 d'un courant d'ionisation Iion. Ce dispositif de mesure 1 comprend une alimentation en tension délivrant une tension d'alimentation Valim, un transformateur 2, un transistor de puissance 3, une bougie d'allumage 4, un module de polarisation 5, un module de conversion 6, un module de mesure 7 et un module de calcul 8. In the figures, the same numbers refer to the same objects. Objects are not necessarily drawn to scale. FIG. 1 diagrammatically shows a device 1 for measuring an ionization current. This measuring device 1 comprises a voltage supply supplying a supply voltage Valim, a transformer 2, a power transistor 3, a spark plug 4, a polarization module 5, a conversion module 6, a module of FIG. measure 7 and a calculation module 8.

La tension d'alimentation Valim peut être, par exemple, une tension de la batterie du véhicule ou celle d'un alternateur du véhicule. Le transformateur 2, transforme la tension d'alimentation Valim en une tension de sortie Vtr. Ce transformateur 2 est muni d'une bobine primaire 9 ayant une première borne b 1 couplée à la tension d'alimentation Valim et une deuxième borne b2 couplée au transistor de puissance 3. Ce transformateur 2 comprend également une bobine secondaire 10 couplée entre la bougie d'allumage 4 et le module de polarisation 5. La bougie d'allumage 4 comprend une première électrode 11 couplée à une masse 12 et une deuxième électrode 13 couplée à la bobine secondaire 10 du transformateur 2. Un arc électrique, ou étincelle, est généré entre ces deux électrodes 1l et 13 pour amorcer la combustion du mélange air/carburant dans une chambre de combustion d'un cylindre du véhicule. Le module de polarisation 5 est apte à polariser ladite bougie 4. En outre, le module de polarisation 5 permet d'appliquer une tension continue entre les électrodes 11 et 13 de la bougie d'allumage 4 pendant la phase de combustion. Cette tension continue permet de mesurer le courant d'ionisation Iion au cours des phases de la combustion du carburant. Ce module de polarisation 5 comprend un organe capacitif 14 couplé entre la bobine secondaire 10 et le module de conversion 6. Le module de polarisation 5 comprend également une diode 15 de type Zener montée en parallèle de l'organe capacitif 14. Le module de conversion 6 reçoit le courant d'ionisation Iion, issu du module de polarisation 5, et convertit ce courant d'ionisation Iion en une tension d'ionisation Vion. Ce module de conversion 6 comprend un moyen d'amplification 16, par exemple un amplificateur opérationnel, pour, en outre, amplifier le courant d'ionisation Iion. Ce moyen d'amplification 16 comprend une première entrée e- qui reçoit le courant d'ionisation Iion, une deuxième entrée e+ couplée à la masse 12 et une sortie s sur laquelle le module de polarisation 6 délivre la tension d'ionisation Vion. Par ailleurs, le moyen d'amplification comprend une résistance ROP et un organe capacitif 17 qui sont tous deux couplés en parallèle sur la première entrée e- et la sortie s du moyen d'amplification 16. Ce module de conversion 6 comprend un moyen d'amplification 16 pour à la fois, convertir le courant d'ionisation Iion en une tension d'ionisation Vion et amplifier le courant d'ionisation Iion qui peut présenter une amplitude faible en fin de phase de combustion. Un tel moyen d'amplification 16 permet donc d'obtenir une mesure plus précise du courant d'ionisation Iion au cours de la combustion complète du mélange air/carburant, en particulier en fin de combustion. Le module de conversion 6 comprend également deux diodes de protection 18 et 19 qui sont montées tête-bêche, en parallèle entre la première entrée e- et la deuxième entrée e+ du moyen d'amplification 16. Ces deux diodes de protection 18 et 19 permettent de protéger le moyen d'amplification 16 lorsqu'un courant d'ionisation à haute amplitude est généré au cours de la formation de l'arc électrique au niveau de la bougie d'allumage 4. Le transistor de puissance 3 permet de commander l'alimentation de ladite bougie 4. Ce transistor de puissance 3 a son collecteur C couplé à la deuxième borne b2 de la bobine primaire 9, son émetteur E couplé à la masse 12 et sa base B couplée à un moyen de commande 20 qui est apte à générer une commande de type échelon pour commander l'ouverture et la fermeture du transistor de puissance 3. En outre, une diode Z1 de type Zener est montée en parallèle aux bornes du transistor de puissance 3, c'est-à-dire entre le collecteur C et la masse 12. Le module de mesure 7 est apte à mesurer une tension de bruit d'allumage Vbruit généré par ladite bougie 4. Ce module de mesure 7 comprend une entrée 21 qui reçoit un courant de bruit d'allumage Ibruit issu de la bobine primaire 9 du transformateur 2. Lorsque le dispositif de mesure 1 comprend le transformateur 2, l'entrée 21 du module de mesure 7 est couplée entre la deuxième borne b2 de la bobine primaire 9 et le collecteur C du transistor de puissance 3. The supply voltage Valim may be, for example, a voltage of the vehicle battery or that of a vehicle alternator. Transformer 2 transforms the supply voltage Valim into an output voltage Vtr. This transformer 2 is provided with a primary coil 9 having a first terminal b 1 coupled to the supply voltage Valim and a second terminal b2 coupled to the power transistor 3. This transformer 2 also comprises a secondary coil 10 coupled between the candle 4 and the polarization module 5. The spark plug 4 comprises a first electrode 11 coupled to a ground 12 and a second electrode 13 coupled to the secondary coil 10 of the transformer 2. An electric arc, or spark, is generated between these two electrodes 11 and 13 to initiate combustion of the air / fuel mixture in a combustion chamber of a cylinder of the vehicle. The polarization module 5 is able to bias said spark plug 4. In addition, the polarization module 5 makes it possible to apply a DC voltage between the electrodes 11 and 13 of the spark plug 4 during the combustion phase. This DC voltage makes it possible to measure the ionization current Iion during the phases of fuel combustion. This polarization module 5 comprises a capacitive element 14 coupled between the secondary coil 10 and the conversion module 6. The polarization module 5 also comprises a Zener-type diode 15 connected in parallel with the capacitive element 14. The conversion module 6 receives the ionization current Iion, from the polarization module 5, and converts this ionization ion current into a ionization voltage Vion. This conversion module 6 comprises an amplification means 16, for example an operational amplifier, for further amplifying the ionization current Iion. This amplification means 16 comprises a first input e- which receives the ionization current Iion, a second input e + coupled to the ground 12 and an output s on which the polarization module 6 delivers the ionization voltage Vion. Moreover, the amplification means comprises a resistor ROP and a capacitive element 17 which are both coupled in parallel to the first input e- and the output s of the amplification means 16. This conversion module 6 comprises a means of amplification. amplification 16 for both, converting the ionization current ion into a ionization voltage Vion and amplifying the ionization current ion which may have a low amplitude at the end of the combustion phase. Such amplification means 16 thus makes it possible to obtain a more accurate measurement of the ionization current Iion during the complete combustion of the air / fuel mixture, in particular at the end of combustion. The conversion module 6 also comprises two protection diodes 18 and 19 which are mounted head to tail, in parallel between the first input e and the second input e + of the amplification means 16. These two protective diodes 18 and 19 allow to protect the amplification means 16 when a high amplitude ionisation current is generated during the formation of the electric arc at the spark plug 4. The power transistor 3 can control the supply of said spark plug 4. This power transistor 3 has its collector C coupled to the second terminal b2 of the primary coil 9, its emitter E coupled to ground 12 and its base B coupled to a control means 20 which is adapted to generating a step-type command for controlling the opening and closing of the power transistor 3. In addition, a Zener-type diode Z1 is connected in parallel across the terminals of the power transistor 3, i.e. collector C and the mass 12. The measurement module 7 is able to measure an ignition noise voltage V nruit generated by said spark plug 4. This measurement module 7 comprises an input 21 which receives an ignition noise current I noise from the coil primary primary 9 of the transformer 2. When the measuring device 1 comprises the transformer 2, the input 21 of the measurement module 7 is coupled between the second terminal b2 of the primary coil 9 and the collector C of the power transistor 3.

En cas d'absence du transformateur 2 dans le dispositif de mesure 1, le module de mesure 7 reçoit le courant de bruit d'allumage Ibruit directement depuis la deuxième électrode 13 de la bougie 4. Dans ce cas, l'entrée 21 du module de mesure 7 est couplée entre la deuxième électrode 13 de la bougie 4 et le collecteur C du transistor de puissance 3. Ce courant Ibruit est l'image des oscillations parasites qui perturbent le courant d'ionisation Iion. Le module de mesure 7 est apte, à convertir ce courant de bruit d'allumage Ibruit pour générer la tension de bruit d'allumage Vbruit sur une sortie 22 et à transmettre cette tension de bruit d'allumage Vbruit au module de calcul 8. Dans le cas où le dispositif de mesure 1 comprend le transformateur 2, le module de mesure 7 est apte à mesurer une tension de bruit d'allumage Vbruit qui correspond à la tension aux bornes de la bobine primaire 9 du transformateur 2. En cas d'absence du transformateur 2 dans le dispositif de mesure 1, le module de mesure 7 est apte à mesurer une tension de bruit d'allumage Vbruit qui correspond à la tension aux bornes de la bougie 4. Le module de calcul 8 est apte à calculer une tension d'ionisation corrigée Vcorr à partir de ladite tension d'ionisation Vion issue du module de conversion 6 et de ladite tension de bruit d'allumage Vbruit. In the absence of the transformer 2 in the measuring device 1, the measurement module 7 receives the ignition noise current Ibruit directly from the second electrode 13 of the spark plug 4. In this case, the input 21 of the module measurement 7 is coupled between the second electrode 13 of the spark plug 4 and the collector C of the power transistor 3. This Ibruit current is the image of spurious oscillations that disturb the ionization current Iion. The measurement module 7 is capable of converting this ignition noise current I noise to generate the ignition noise voltage V N on an output 22 and to transmit this ignition noise voltage V N to the calculation module 8. in the case where the measuring device 1 comprises the transformer 2, the measurement module 7 is able to measure an ignition noise voltage V N which corresponds to the voltage across the primary coil 9 of the transformer 2. In the case of absence of the transformer 2 in the measuring device 1, the measuring module 7 is able to measure an ignition noise voltage V N which corresponds to the voltage across the spark plug 4. The calculation module 8 is able to calculate a corrected ionization voltage Vcorr from said Vion ionization voltage from the conversion module 6 and said ignition noise voltage V nr.

Le module de calcul 8 est couplé, à la sortie s du module de conversion 6 pour recevoir la tension d'ionisation Vion, et à la sortie 22 du module de mesure 7 pour recevoir la tension de bruit Vbruit. Le module de calcul 8 est apte à générer, sur une sortie 23, la tension d'ionisation corrigée Vcorr à partir de la tension d'ionisation Vion issue du module de conversion 6 et de la tension de bruit d'allumage Vbruit. Par ailleurs, le module de calcul 8 est apte à calculer la tension d'ionisation corrigée Vcorr en retranchant ladite tension de bruit d'allumage Vbruit à ladite tension d'ionisation Vion issue du module de conversion 6. Un tel module de calcul 8 permet de réduire significativement des oscillations qui parasitent le courant d'ionisation à partir d'une mesure desdites oscillations. Pour améliorer la mesure du courant d'ionisation, on peut ajouter au dispositif de mesure 1 un module d'amortissement 24 monté en parallèle de la bobine primaire du transformateur 2. Ce module d'amortissement 24 comprend un organe capacitif 25 monté en série avec une résistance 26. La figure 2 illustre schématiquement une courbe 70 de la tension d'ionisation Vion au cours d'un cycle du moteur. The calculation module 8 is coupled to the output s of the conversion module 6 to receive the ionization voltage Vion, and to the output 22 of the measurement module 7 to receive the noise voltage V noise. The calculation module 8 is able to generate, on an output 23, the corrected ionization voltage Vcorr from the ionization voltage Vion resulting from the conversion module 6 and the ignition noise voltage V noise. Moreover, the calculation module 8 is able to calculate the corrected ionization voltage Vcorr by subtracting said ignition noise voltage V noise from said Vion ionization voltage from the conversion module 6. Such a calculation module 8 allows to significantly reduce oscillations that parasitize the ionization current from a measurement of said oscillations. To improve the measurement of the ionization current, a damping module 24 connected in parallel with the primary coil of the transformer 2 can be added to the measuring device 1. This damping module 24 comprises a capacitive element 25 connected in series with 26. Figure 2 schematically illustrates a curve 70 of the Vion ionization voltage during a motor cycle.

Sur la figure 2, on a représenté en ordonnée la tension d'ionisation Vion exprimée en Volts et en abscisse l'angle du vilebrequin du moteur exprimé en degrés. La génération de l'arc électrique se décompose en plusieurs phases Pl à P4. In FIG. 2, the ordinate shows the ionization voltage Vion expressed in volts and the abscissa the engine crankshaft angle expressed in degrees. The generation of the electric arc is divided into several phases P1 to P4.

La première phase Pl correspond à la charge de la bobine primaire 9. Au cours de cette première phase Pl, le transistor de puissance 3 est fermé et l'énergie issue de l'alimentation est stockée dans la bobine primaire 9 du transformateur 2. La deuxième phase P2 correspond à la génération de l'arc électrique entre les deux électrodes 11 et 13 de la bougie d'allumage 4. Lors de cette deuxième phase P2, le transistor de puissance 3 s'ouvre entraînant une forte augmentation de la tension entre les électrodes 11 et 13 de la bougie d'allumage 4. Cette forte augmentation de tension est négative et sature à la tension d'alimentation négative du moyen d'amplification 16. Cette augmentation de tension déclenche la génération de l'étincelle. L'arc électrique crée un canal conducteur entre les électrodes 11 et 13 de la bougie d'allumage 4 et consomme l'énergie stockée dans le transformateur 2. The first phase P1 corresponds to the charge of the primary coil 9. During this first phase P1, the power transistor 3 is closed and the energy from the power supply is stored in the primary coil 9 of the transformer 2. The second phase P2 corresponds to the generation of the electric arc between the two electrodes 11 and 13 of the spark plug 4. During this second phase P2, the power transistor 3 opens causing a sharp increase in the voltage between the electrodes 11 and 13 of the spark plug 4. This sharp increase in voltage is negative and saturates the negative supply voltage of the amplification means 16. This increase in voltage triggers the generation of the spark. The electric arc creates a conductive channel between the electrodes 11 and 13 of the spark plug 4 and consumes the energy stored in the transformer 2.

La troisième phase P3 correspond à une phase d'oscillation. Pendant cette phase d'oscillation, l'énergie restante de la bobine primaire 9 est insuffisante pour maintenir l'arc électrique qui s'éteint. La résistance, l'inductance de la bobine secondaire 10 du transformateur 2 et la somme des capacités parasites de la bobine secondaire 10 et de la capacité de la bougie d'allumage 4 sont équivalents à un circuit résonnant de type RLC. L'énergie restante de la bobine primaire 9 est donc consommée au rythme d'oscillations périodiques amorties dans ce circuit résonnant RLC. Ces oscillations The third phase P3 corresponds to an oscillation phase. During this oscillation phase, the remaining energy of the primary coil 9 is insufficient to maintain the electric arc that goes out. The resistance, the inductance of the secondary coil 10 of the transformer 2 and the sum of parasitic capacitances of the secondary coil 10 and the capacity of the spark plug 4 are equivalent to a resonant circuit of RLC type. The remaining energy of the primary coil 9 is consumed at the rate of periodic oscillations damped in this resonant circuit RLC. These oscillations

provenant du circuit résonnant RLC parasitent le signal d'ionisation image de la combustion en s'ajoutant à ce dernier. from the resonant circuit RLC parasitize the image ionization signal of combustion in addition to the latter.

On notera que ces oscillations périodiques amorties ont pour fréquence F, selon la relation (1) : 1 F= (1) 2n LC - F : fréquence des oscillations périodiques amorties du circuit résonnant RLC ; It will be noted that these periodic damped oscillations have for frequency F, according to the equation (1): 1 F = (1) 2n LC-F: frequency of the periodic damped oscillations of the resonant circuit RLC;

- L : inductance de la bobine secondaire 10 ; - L: inductance of the secondary coil 10;

- C : somme des capacités parasites de la bobine secondaire 10 et de la bougie d'allumage 4. - C: sum of parasitic capacitances of the secondary coil 10 and the spark plug 4.

La quatrième phase P4 correspond à la phase de combustion qui commence au début de la deuxième phase P2, c'est-à-dire à la génération de l'arc électrique qui amorce la combustion. The fourth phase P4 corresponds to the combustion phase which begins at the beginning of the second phase P2, that is to say to the generation of the electric arc which initiates the combustion.

Lorsqu'on utilise certaines caractéristiques RLC pour les bobines du transformateur 2 de manière que la fréquence des oscillations est égale à environ 4,5 Hz, on note que l'amplitude des oscillations devient négligeable par rapport à l'amplitude du signal d'ionisation image de la combustion après environ 10 pseudo-périodes, When using certain RLC characteristics for the coils of the transformer 2 so that the frequency of the oscillations is equal to approximately 4.5 Hz, it is noted that the amplitude of the oscillations becomes negligible compared to the amplitude of the ionization signal. image of the combustion after about 10 pseudo-periods,

soit environ 2,2 millisecondes. L'information utile du déroulement de la combustion est donc bruitée, voire masquée totalement, pendant la durée des oscillations qui sont non négligeables. Pour mesurer précisément la qualité de la combustion, il est nécessaire de pouvoir extraire l'information utile issue de la combustion pour tous les points about 2.2 milliseconds. The useful information of the unfolding of the combustion is thus noisy, even masked totally, during the duration of the oscillations which are not negligible. To accurately measure the quality of the combustion, it is necessary to be able to extract the useful information resulting from the combustion for all the points

de fonctionnement du moteur. En effet, plus le régime du moteur est élevé, plus la flamme de la combustion se développe rapidement après l'extinction de l'arc électrique. Ainsi, pour un haut régime du moteur d'environ 6500 tours/min, la phase de combustion dure environ 1 milliseconde et est donc complètement masquée par les oscillations parasites non négligeables ayant une durée supérieure égale à environ 2,2 millisecondes. Le module d'amortissement 24 permet d'augmenter le coefficient d'amortissement des oscillations périodiques amorties parasites qui apparaissent après l'extinction de l'arc électrique. A l'aide de ce module d'amortissement 24 on amortit fortement les oscillations parasites, mais celles-ci masquent encore le signal d'ionisation image de la combustion. engine operation. Indeed, the higher the engine speed, the more the flame of combustion develops quickly after the extinction of the electric arc. Thus, for a high engine speed of about 6500 rev / min, the combustion phase lasts about 1 millisecond and is thus completely masked by significant parasitic oscillations having a greater duration equal to about 2.2 milliseconds. The damping module 24 makes it possible to increase the damping coefficient of the parasitic damped periodic oscillations which appear after the extinction of the electric arc. With the aid of this damping module 24 the parasitic oscillations are strongly damped, but these still mask the image ionisation signal of the combustion.

Puisque les oscillations parasites qui apparaissent après l'extinction de l'arc électrique sont indésirables et très difficiles à amoindrir, il est donc proposé un moyen de mesurer ces oscillations et de les retrancher au signal d'ionisation Iion. A l'aide du module de mesure 7 on mesure ces oscillations parasites, puis le module de calcul 8 permet de retrancher à la tension d'ionisation Vion, mesurée en sortie du module de conversion 6, la tension de bruit d'allumage Vbruit qui correspond aux oscillations parasites. Le module de calcul 8 est en outre apte à appliquer à la tension de bruit d'allumage Vbruit une transformation en amplitude pour tenir compte du rapport de transformation du transformateur 2 et du module de conversion 6, ainsi qu'un éventuel déphasage. Le déphasage entre la tension d'ionisation Vion et la tension de bruit d'allumage Vbruit reste constant. Ce déphasage est dû à la capacité 14 du module de polarisation 5 et peut être facilement compensé à l'aide de moyens numériques ou analogiques connus de l'homme du métier. Sur la figure 3, on a représenté schématiquement un premier mode de réalisation du module de mesure 7. Dans ce premier mode de réalisation, le module de mesure 7 comprend une résistance 30 couplée entre l'entrée 21 du module de mesure 7 et la masse 12. Sur la figure 3, la sortie 22 du module de mesure est également couplée à l'entrée 21. Dans ce premier mode de réalisation, et lorsque le dispositif de mesure 1 comprend le transformateur 2, la tension de bruit d'allumage Vbruit est proportionnelle, à un déphasage près, à la tension aux bornes de la bobine primaire 9. En cas d'absence du transformateur 2 dans le dispositif de mesure 1, la tension de bruit d'allumage Vbruit est proportionnelle, à un déphasage près, à la tension aux bornes de la bougie 4. Sur la figure 4, on a représenté schématiquement un deuxième mode de réalisation du module de mesure 7. Dans ce deuxième mode de réalisation, le module de mesure 7 comprend un pont résistif 40 muni, d'une deuxième résistance R2 couplée entre l'entrée 21 et la sortie 22 du module de mesure 7 et d'une troisième résistance R3 couplée entre l'entrée 21 du module de mesure 7 et la masse 12. Ce pont résistif est donc monté aux bornes E et 12 du transistor de puissance 3. On peut donner, à titre d'exemple non limitatif, un moyen pour calculer la tension d'ionisation corrigée suivant les relations (2) à (5): Vcorr = Vion û G • Vbruit (2) G=nùROP (3) • R3 Vion = Vcomb + V' bruit (4) V' bruit = G • Vbruit (5) - G : facteur de transformation en amplitude ; - n2/n1 : rapport de transformation du transformateur 2, par exemple égal à 80 ; - R3: troisième résistance du pont résistif 40 ; - Vion : tension d'ionisation issue du module de conversion 6 ; - Vcomb : composante de la tension d'ionisation Vion due à la combustion ; 30 - V'bruit : composante de la tension d'ionisation Vion due à la génération de l'étincelle ; - Vcorr : tension d'ionisation corrigée qui correspond à la composante Vcomb due à la combustion. 20 25 Sur la figure 5, on a représenté schématiquement un troisième mode de réalisation du module de mesure 7. On a reporté sur la figure 5 certains objets décrits aux figures précédentes. Dans ce troisième mode de réalisation, le module de mesure 7 comprend un deuxième transformateur 50 muni d'une deuxième bobine primaire 51 couplée entre la première bobine primaire 9 du premier transformateur 2 et le transistor de puissance 3, et d'une deuxième bobine secondaire 52 couplée entre la masse 12 et au moins une résistance 30 ou R2 du module de mesure 7. Dans ce troisième mode de réalisation, la résistance 26 du module d'amortissement 24 est couplée entre la deuxième bobine primaire 51 du deuxième transformateur 50 et le transistor de puissance 3. Sur la figure 6, on a représenté schématiquement un quatrième mode de réalisation du module de mesure 7. On a reporté sur la figure 6 certains objets décrits aux figures précédentes. Dans ce quatrième mode de réalisation, le module de mesure 7 comprend un optocoupleur 60 dont une borne d'entrée 61 est couplée entre l'organe capacitif 25 et la résistance 26 du module d'amortissement 24, et une borne de sortie 62 est couplée avec la deuxième borne b2 du premier transformateur 2. En outre, l'optocoupleur 60 comprend une diode 63 émettant une lumière en direction d'un phototransistor 64 qui émet le courant de bruit d'allumage Ibruit sur l'entrée 21 du module de mesure 7. Sur la figure 7, on a représenté un organigramme illustrant les principales étapes d'un procédé de mesure d'un courant d'ionisation. Le procédé de mesure d'un courant d'ionisation Iion issu d'une bougie équipant un système d'allumage pour véhicule automobile comprend une étape S1 dans laquelle on polarise une bougie d'allumage. Ce procédé de mesure peut comprendre une autre étape S2 dans laquelle on commande un transformateur muni d'une bobine primaire pour alimenter ladite bougie. Ce procédé de mesure peut, en outre, comprendre une autre étape S3 dans laquelle on amortit des oscillations du courant d'ionisation. Since the parasitic oscillations which appear after the extinction of the electric arc are undesirable and very difficult to diminish, it is therefore proposed a means of measuring these oscillations and to subtract them from the Iion ionization signal. With the aid of the measurement module 7, these parasitic oscillations are measured, then the calculation module 8 makes it possible to subtract from the Vion ionization voltage, measured at the output of the conversion module 6, the ignition noise voltage V Nr which corresponds to parasitic oscillations. The calculation module 8 is further adapted to apply to the ignition noise voltage V nruit an amplitude transformation to take into account the transformation ratio of the transformer 2 and the conversion module 6, and a possible phase shift. The phase difference between the Vion ionization voltage and the ignition noise voltage V Nr remains constant. This phase shift is due to the capacitance 14 of the polarization module 5 and can be easily compensated using digital or analog means known to those skilled in the art. FIG. 3 diagrammatically shows a first embodiment of the measurement module 7. In this first embodiment, the measurement module 7 comprises a resistor 30 coupled between the input 21 of the measurement module 7 and the ground 12. In FIG. 3, the output 22 of the measurement module is also coupled to the input 21. In this first embodiment, and when the measuring device 1 comprises the transformer 2, the ignition noise voltage V noise is proportional, with a phase shift, to the voltage at the terminals of the primary coil 9. In the absence of the transformer 2 in the measuring device 1, the ignition noise voltage V nr is proportional to a phase shift, to the voltage across the spark plug 4. In FIG. 4, a second embodiment of the measuring module 7 is shown schematically. In this second embodiment, the measurement module 7 comprises a resistive bridge 40 provided with 'one two the second resistor R2 coupled between the input 21 and the output 22 of the measurement module 7 and a third resistor R3 coupled between the input 21 of the measurement module 7 and the ground 12. This resistive bridge is therefore mounted at the terminals E and 12 of the power transistor 3. As a non-limiting example, a means for calculating the corrected ionization voltage according to the equations (2) to (5) can be given: Vcorr = Vion û G • V noise (2) ) G = nùROP (3) • R3 Vion = Vcomb + V 'noise (4) V' noise = G • Vnb (5) - G: amplitude transformation factor; - n2 / n1: transformation ratio of the transformer 2, for example equal to 80; R3: third resistance of the resistive bridge 40; - Vion: ionization voltage from the conversion module 6; - Vcomb: component of the Vion ionization voltage due to combustion; Vnoise: component of the Vion ionization voltage due to the generation of the spark; - Vcorr: corrected ionization voltage which corresponds to the Vcomb component due to combustion. FIG. 5 diagrammatically shows a third embodiment of the measuring module 7. FIG. 5 shows some of the objects described in the previous figures. In this third embodiment, the measurement module 7 comprises a second transformer 50 provided with a second primary coil 51 coupled between the first primary coil 9 of the first transformer 2 and the power transistor 3, and a second secondary coil. 52 in the third embodiment, the resistor 26 of the damping module 24 is coupled between the second primary coil 51 of the second transformer 50 and the second 3. Figure 6 schematically shows a fourth embodiment of the measurement module 7. There are shown in Figure 6 some objects described in the previous figures. In this fourth embodiment, the measurement module 7 comprises an optocoupler 60 of which an input terminal 61 is coupled between the capacitive element 25 and the resistor 26 of the damping module 24, and an output terminal 62 is coupled. with the second terminal b2 of the first transformer 2. In addition, the optocoupler 60 comprises a diode 63 emitting a light in the direction of a phototransistor 64 which emits the ignition noise current I noises on the input 21 of the measurement module 7. In Figure 7, there is shown a flowchart illustrating the main steps of a method of measuring an ionization current. The method of measuring an ionization current from a spark plug fitted to an ignition system for a motor vehicle comprises a step S1 in which a spark plug is polarized. This measuring method may comprise another step S2 in which a transformer equipped with a primary coil is controlled to supply said spark plug. This measuring method may further comprise another step S3 in which oscillations of the ionization current are damped.

Puis, dans une autre étape S4 on convertit le courant d'ionisation en une tension d'ionisation. Dans une autre étape S5, simultanément aux étapes S3 et S4 précédentes, on mesure une tension de bruit d'allumage aux bornes de la bobine primaire. Après les étapes S4 et S5, on calcule, dans une étape S6, une tension d'ionisation corrigée à partir de ladite tension d'ionisation et de ladite tension de bruit d'allumage. Le signal d'ionisation mesuré contient l'information du déroulement de la combustion, mais aussi une composante parasite indésirable, sous la forme d'oscillations, due à la génération de l'étincelle et aux caractéristiques du circuit de mesure, par exemple l'utilisation d'un transformateur. A partir de la mesure de ces oscillations parasites, on peut retrancher au signal d'ionisation parasité ladite mesure pour obtenir l'information pertinente de la qualité de la combustion. Ce procédé et ce dispositif sont applicables à tout système d'allumage de moteurs munis d'un allumage commandé et dont l'architecture comprend un transformateur pour générer l'étincelle d'amorce de la combustion au sein du moteur. Then, in another step S4, the ionization current is converted to an ionization voltage. In another step S5, simultaneously with the preceding steps S3 and S4, an ignition noise voltage is measured at the terminals of the primary coil. After steps S4 and S5, in a step S6, a corrected ionization voltage is calculated from said ionization voltage and said ignition noise voltage. The measured ionization signal contains the information of the course of the combustion, but also an unwanted parasitic component, in the form of oscillations, due to the generation of the spark and to the characteristics of the measuring circuit, for example the using a transformer. From the measurement of these parasitic oscillations, said parasitized ionization signal can be subtracted from said measurement in order to obtain relevant information on the quality of the combustion. The method and apparatus are applicable to any ignition system of engines having a controlled ignition and whose architecture includes a transformer for generating the ignition spark of combustion within the engine.

Ce procédé et ce dispositif permettent de mesurer la tension aux bornes de la bobine primaire d'un transformateur afin de réduire significativement les oscillations dues à l'allumage. This method and device measure the voltage across the primary coil of a transformer to significantly reduce the oscillations due to ignition.

Claims (10)

REVENDICATIONS1. Dispositif de mesure du courant d'ionisation issu d'une bougie (4) équipant un système d'allumage de moteur à combustion interne, comprenant un module de polarisation (5), caractérisé en ce qu'il comprend, un module de conversion (6) pour convertir le courant d'ionisation issu du module de polarisation (5) en une tension d'ionisation, un module de mesure (7) apte à mesurer une tension de bruit d'allumage généré par ladite bougie (4), et un module de calcul (8) apte à calculer une tension d'ionisation corrigée à partir d'une différence entre ladite tension d'ionisation issue du module de conversion (6) et ladite tension de bruit d'allumage. REVENDICATIONS1. Device for measuring the ionization current from a spark plug (4) fitted to an ignition system of an internal combustion engine, comprising a polarization module (5), characterized in that it comprises a conversion module ( 6) for converting the ionization current from the polarization module (5) into an ionization voltage, a measurement module (7) capable of measuring an ignition noise voltage generated by said spark plug (4), and a calculation module (8) adapted to calculate a corrected ionization voltage from a difference between said ionization voltage from the conversion module (6) and said ignition noise voltage. 2. Dispositif de mesure selon la revendication 1, comprenant un transistor de puissance (3) et un transformateur (2) pour alimenter la bougie (4), ledit transformateur (2) étant muni d'une bobine primaire (9) ayant une première borne (bl) couplée à une tension d'alimentation et une deuxième borne (b2) couplée audit transistor de puissance (3) et d'une bobine secondaire (10) couplée entre ladite bougie (4) et le module de polarisation (5). 2. Measuring device according to claim 1, comprising a power transistor (3) and a transformer (2) for supplying the spark plug (4), said transformer (2) being provided with a primary coil (9) having a first terminal (bl) coupled to a supply voltage and a second terminal (b2) coupled to said power transistor (3) and a secondary coil (10) coupled between said spark plug (4) and the polarization module (5) . 3. Dispositif de mesure selon la revendication 2, comprenant un module d'amortissement (24) muni d'un organe capacitif (25) monté en série avec une résistance (26), ledit module d'amortissement (24) étant monté en parallèle de la bobine primaire (9) du transformateur (2). 3. Measuring device according to claim 2, comprising a damping module (24) provided with a capacitive element (25) connected in series with a resistor (26), said damping module (24) being connected in parallel the primary coil (9) of the transformer (2). 4. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel le module de mesure (7) comprend une résistance (30) montée en parallèle du transistor de puissance (3). 4. Measuring device according to one of claims 2 or 3, wherein the measuring module (7) comprises a resistor (30) connected in parallel with the power transistor (3). 5. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel le module de mesure (7) comprend un pont résistif (40) muni d'une deuxième (R2) et d'une troisième (R3) résistances et qui est monté aux bornes dudit transistor de puissance (3). 5. Measuring device according to one of claims 2 or 3, wherein the measuring module (7) comprises a resistive bridge (40) provided with a second (R2) and a third (R3) resistors and which is mounted across said power transistor (3). 6. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 4 ou 5, dans lequel le module de mesure (7) comprend un deuxième transformateur (50) muni d'une deuxième bobine primaire (51) coupléeentre la première bobine primaire (9) et le transistor de puissance (3) et d'une deuxième bobine secondaire (52) couplée entre une masse (12) et au moins une résistance (30, R2) du module de mesure (7). 6. Measuring device according to one of claims 4 or 5, wherein the measuring module (7) comprises a second transformer (50) provided with a second primary coil (51) coupled between the first primary coil (9) and the power transistor (3) and a second secondary coil (52) coupled between a mass (12) and at least one resistor (30, R2) of the measuring module (7). 7. Dispositif de mesure selon l'une des revendications 3 à 5, dans lequel le module de mesure (7) comprend un optocoupleur (60) dont une borne d'entrée (61) est couplée entre l'organe capacitif (25) et la résistance (26) du module d'amortissement (24), et une borne de sortie (62) est couplée avec la deuxième borne (b2) du premier transformateur (2). Measuring device according to one of Claims 3 to 5, in which the measuring module (7) comprises an optocoupler (60) of which an input terminal (61) is coupled between the capacitive element (25) and the resistor (26) of the damping module (24), and an output terminal (62) is coupled with the second terminal (b2) of the first transformer (2). 8. Procédé de mesure du courant d'ionisation issu d'une bougie équipant un système d'allumage de moteur à combustion interne, dans lequel on polarise (Sl) ladite bougie, caractérisé en ce qu'on convertit (S4) le courant d'ionisation en une tension d'ionisation, on mesure (S5) une tension de bruit d'allumage généré par la bougie et on calcule (S6) une tension d'ionisation corrigée à partir d'une différence entre ladite tension d'ionisation et ladite tension de bruit d'allumage. 8. A method for measuring the ionization current from a spark plug fitted to an ignition system of an internal combustion engine, in which said spark plug is polarized (S1), characterized in that the current of ionization into an ionization voltage, an ignition noise voltage generated by the spark plug is measured (S5) and a corrected ionization voltage (S6) is calculated from a difference between said ionization voltage and said ignition noise voltage. 9. Procédé de mesure selon la revendication 8, dans lequel on commande (S2) un transformateur pour alimenter ladite bougie. 9. Measuring method according to claim 8, wherein controlling (S2) a transformer for supplying said spark plug. 10. Procédé de mesure selon la revendication 9, dans lequel on amortit (S3) des oscillations du courant d'ionisation. 10. Measuring method according to claim 9, wherein damping (S3) oscillations of the ionization current.