CH645161A5

CH645161A5 - METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATICALLY CONTROLLING AN IGNITION CIRCUIT OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE.

Info

Publication number: CH645161A5
Application number: CH89881A
Authority: CH
Inventors: Andre Douaud; Joseph Rialan
Original assignee: Inst Francais Du Petrole
Priority date: 1980-02-11
Filing date: 1981-02-11
Publication date: 1984-09-14
Also published as: NL8100614A; IT1135409B; ES499297A0; GB2069601A; DE3104692C2; DK155621C; GB2069601B; SE8100877L; ES8205040A2; SE447750B; DE3104692A1; JPS56156463A; DK54781A; FR2475640A2; BE887412R; DK155621B; JPH0345472U; FR2475640B2; JPH0625672Y2; IT8119651A0

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de commande automatique d'un circuit d'allumage d'un moteur à combustion interne, en fonction des conditions de fonctionnement que l'on désire obtenir pour ce moteur. Ces conditions peuvent être, par exemple, mais non exclusivement, le fonctionnement du moteur avec un réglage optimal de l'avance à l'allumage, le moteur fournissant alors le maximum de puissance avec un rendement maximal. The present invention relates to a method and a device for automatically controlling an ignition circuit of an internal combustion engine, as a function of the operating conditions which it is desired to obtain for this engine. These conditions may be, for example, but not exclusively, the operation of the engine with an optimal adjustment of the ignition advance, the engine then providing the maximum power with maximum efficiency.

Les conditions de fonctionnement d'un moteur étant connues, par exemple par les valeurs de paramètres caractéristiques (régime de rotation du moteur, dépression à l'admission, température et richesse du mélange admis dans les cylindres, taux de gaz brûlés recyclés à l'admission, etc.), on sait que, dans des conditions sensiblement normales de fonctionnement du moteur, il existe une relation entre l'instant d'allumage dans un cylindre et l'instant où la pression dans ce cylindre est maximale, ces instants étant généralement repérés en angle de rotation du vilebrequin. The operating conditions of an engine being known, for example by the values of characteristic parameters (engine rotation speed, intake vacuum, temperature and richness of the mixture admitted into the cylinders, rate of burnt gases recycled to the intake, etc.), it is known that, under substantially normal operating conditions of the engine, there is a relationship between the instant of ignition in a cylinder and the instant when the pressure in this cylinder is maximum, these instants being generally identified by the angle of rotation of the crankshaft.

Ainsi, par exemple, lorsque le réglage ou calage de l'allumage correspond à l'avance optimale, on a pu constater que le maximum de pression dans le cylindre concerné survient pour une position déterminée du vilebrequin située environ 15°30' après le point mort haut. Le réglage de l'avance optimale peut donc être réalisé en modifiant le calage de l'allumage jusqu'à ce que le maximum de pression observé coïncide avec cette position du vilebrequin, c'est-à-dire sensiblement 15 30' après le point mort haut. Thus, for example, when the adjustment or setting of the ignition corresponds to the optimal advance, it has been observed that the maximum pressure in the cylinder concerned occurs for a determined position of the crankshaft situated approximately 15 ° 30 'after the point dead high. The adjustment of the optimal advance can therefore be achieved by modifying the ignition timing until the maximum pressure observed coincides with this position of the crankshaft, i.e. approximately 15 'after the point dead high.

L'un des problèmes à résoudre est de déterminer avec précision la valeur instantanée de la pression dans les cylindres d'un moteur, de repérer la position du vilebrequin pour laquelle cette pression est maximale, et de commander en conséquence l'allumage. One of the problems to be solved is to determine with precision the instantaneous value of the pressure in the cylinders of an engine, to locate the position of the crankshaft for which this pressure is maximum, and to control the ignition accordingly.

Selon le brevet français N° 2109698, «on règle l'avance à l'allumage de façon que l'explosion ait toujours lieu dans la position angulaire optimale de l'arbre moteur. On utilise un détecteur à réponse plus ou moins linéaire qui fournira un signal ayant un front ascendant raide.» L'inconvénient de ce procédé réside dans le fait qu'en pratique, l'explosion n'étant pas instantanée, on constate dans le réglage de l'avance à l'allumage une imprécision notable, d'autant plus grande que le régime du moteur est plus élevé. According to French Patent No. 2109698, “the ignition advance is adjusted so that the explosion always takes place in the optimal angular position of the motor shaft. We use a more or less linear response detector which will provide a signal with a steep rising edge. ” The disadvantage of this process lies in the fact that in practice, the explosion not being instantaneous, there is in the setting of the ignition advance a noticeable imprecision, all the greater as the speed of the engine is higher.

Dans la demande de brevet français N° 2270454, on se réfère à «des études sur laeombustion dans un moteur à combustion interne qui ont montré que cette combustion se produit en deux étapes distinctes. D'abord, après amorçage de l'étincelle, il y a une étape basse pression où le mélange est allumé et une flamme commence à se propager dans la chambre de combustion. Puis on observe une forte discontinuité de la pression qui marque le début de la seconde étape.» On détecte alors le début de cette seconde étape, par exemple à l'aide d'un transducteur piézo-électrique fournissant un signal dès que la pression s'élève au-dessus d'un seuil prédéterminé, et on modifie l'instant d'allumage pour que le début de cette seconde étape survienne pour une position déterminée du vilebrequin. Un tel procédé présente l'inconvénient de nécessiter une modification notable des moteurs pour permettre l'implantation du détecteur piézo-électrique et il se révèle, dans la pratique, difficile d'obtenir une détection suffisamment précise du début de la seconde étape. In French patent application No. 2270454, reference is made to "studies on combustion in an internal combustion engine which have shown that this combustion occurs in two distinct stages. First, after ignition of the spark, there is a low pressure stage where the mixture is ignited and a flame begins to propagate in the combustion chamber. Then we observe a strong discontinuity in pressure which marks the start of the second stage. ” We then detect the start of this second step, for example using a piezoelectric transducer providing a signal as soon as the pressure rises above a predetermined threshold, and we modify the instant of ignition so that the start of this second stage occurs for a determined position of the crankshaft. Such a method has the disadvantage of requiring a significant modification of the motors to allow the implantation of the piezoelectric detector and it proves, in practice, difficult to obtain a sufficiently precise detection of the start of the second step.

Lors d'un congrès SAE N° 750883 qui s'est tenu à Detroit (Michigan) du 13 au 17 octobre 1975, on a proposé d'utiliser des détecteurs de pression piézo-électriques, de forme annulaire, interposés entre les bougies et la culasse du moteur. De tels capteurs peuvent donner de bons résultats, mais le remplacement des bougies devient une opération plus délicate. En effet, il faut éviter toute détérioration des capteurs, tout en assurant une bonne étanchéité lors de la remise en place des bougies. Par ailleurs, les impulsions électriques correspondant à l'allumage peuvent, dans certains cas, perturber ou même détruire les capteurs si l'on ne prend pas des précautions qui rendront encore plus délicates les interventions de réparation ou d'entretien au niveau des bougies. During an SAE conference No. 750883 held in Detroit (Michigan) from October 13 to 17, 1975, it was proposed to use piezoelectric pressure detectors, of annular shape, interposed between the spark plugs and the engine cylinder head. Such sensors can give good results, but replacing the spark plugs becomes a more delicate operation. Indeed, it is necessary to avoid any deterioration of the sensors, while ensuring a good seal when replacing the spark plugs. Furthermore, the electrical pulses corresponding to ignition can, in certain cases, disturb or even destroy the sensors if precautions are not taken which will make repair or maintenance work at the spark plugs even more delicate.

La présente invention propose un procédé et un dispositif qui permettent d'éviter ces inconvénients. The present invention provides a method and a device which make it possible to avoid these drawbacks.

L'invention pourra être bien comprise et tous ses avantages apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation illustré par les figures annexées, parmi lesquelles: The invention can be clearly understood and all of its advantages will appear on reading the following description of an embodiment illustrated by the appended figures, among which:

la fìg. 1 représente schématiquement un moteur équipé d'un dispositif selon l'invention; the fìg. 1 schematically represents an engine equipped with a device according to the invention;

la fig. 2 illustre schématiquement le dispositif de commande du circuit d'allumage; fig. 2 schematically illustrates the ignition circuit control device;

les fig. 3 et 4 représentent, de façon plus détaillée, la constitution du circuit électronique schématisé sur la fig. 2, et la fig. 5 représente une variante de la fig. 4. fig. 3 and 4 show, in more detail, the constitution of the electronic circuit shown diagrammatically in FIG. 2, and fig. 5 shows a variant of FIG. 4.

La fig. 1 montre, à titre d'exemple, un moteur 1 à quatre cylindres, équipé d'un circuit d'allumage électronique désigné dans son ensemble par la référence 2. Ce circuit d'allumage comprend, schématiquement, une source de tension 3 alimentant un circuit principal comprenant un condensateur 5 relié en série à l'enroulement primaire 9 de la bobine d'allumage, et un circuit de décharge de capacité comportant un thyristor 4, branché en dérivation sur le circuit principal. L'enroulement secondaire 10 de la bobine d'allumage alimente successivement chacune des bougies 13, 14, 15 et 16 du moteur 1, par l'intermédiaire du distributeur 11 dont le curseur 12 est lié en rotation avec le vilebrequin 17 du moteur 1 par un organe d'entraînement (non représenté). Fig. 1 shows, by way of example, a four-cylinder engine 1, equipped with an electronic ignition circuit generally designated by the reference 2. This ignition circuit schematically comprises a voltage source 3 supplying a main circuit comprising a capacitor 5 connected in series to the primary winding 9 of the ignition coil, and a capacity discharge circuit comprising a thyristor 4, connected as a branch to the main circuit. The secondary winding 10 of the ignition coil successively supplies each of the spark plugs 13, 14, 15 and 16 of the engine 1, by means of the distributor 11, the cursor 12 of which is linked in rotation with the crankshaft 17 of the engine 1 by a drive member (not shown).

Selon l'invention, le moteur est pourvu d'un accéléromètre 18 solidaire de la culasse du moteur 1, et de moyens 20 de repérage d'au moins une position de référence prédéterminée du vilebrequin. L'accéléromètre 18 et les moyens de repérage ou détecteur de position 20 produisent des informations sous forme de signaux transmis, respectivement par les conducteurs 21 et 22, à un ensemble électronique 23 capable d'élaborer automatiquement un signal de commande du circuit d'allumage, qui est appliqué par le conducteur 24 à l'électrode de commande, ou gâchette, du thyristor 4. According to the invention, the engine is provided with an accelerometer 18 secured to the cylinder head of the engine 1, and means 20 for locating at least one predetermined reference position of the crankshaft. The accelerometer 18 and the locating means or position detector 20 produce information in the form of signals transmitted, respectively by the conductors 21 and 22, to an electronic assembly 23 capable of automatically producing a signal for controlling the ignition circuit. , which is applied by the conductor 24 to the control electrode, or trigger, of the thyristor 4.

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

645 161 645,161

La fig. 2 représente de façon sommaire l'agencement des principaux circuits électroniques de l'ensemble 23. Fig. 2 briefly shows the arrangement of the main electronic circuits of the assembly 23.

Comme on peut le voir sur cette figure, le signal fourni par les ■moyens de repérage 20 est envoyé à un circuit 25 capable d'engendrer un signal représentatif de la rotation angulaire du vilebrequin. Le signal de l'accéléromètre 18 et celui issu du circuit 25 sont reçus par un circuit 26 qui délivre un signal représentatif de la position angulaire du vilebrequin, lorsque la pression est maximale dans au moins un des cylindres du moteur. Ce dernier signal est comparé à un signal de consigne, ou de référence, dans un circuit 27 où est automatiquement élaboré le signal de commande du circuit d'allumage. As can be seen in this figure, the signal supplied by the locating means 20 is sent to a circuit 25 capable of generating a signal representative of the angular rotation of the crankshaft. The signal from the accelerometer 18 and that from circuit 25 are received by a circuit 26 which delivers a signal representative of the angular position of the crankshaft, when the pressure is maximum in at least one of the engine cylinders. The latter signal is compared to a setpoint or reference signal in a circuit 27 where the control signal of the ignition circuit is automatically generated.

L'accéléromètre 18 peut être de tout type connu et ne sera pas décrit en détail. De façon générale, il sera constitué de céramiques piézo-électriques et d'une masse sismique appliquée contre les céramiques par des moyens élastiques. The accelerometer 18 can be of any known type and will not be described in detail. Generally, it will consist of piezoelectric ceramics and a seismic mass applied against the ceramics by elastic means.

Les moyens tels que le capteur 20, qui sont adaptés à repérer le passage du vilebrequin dans une position de référence prédéterminée, peuvent également être de tout type connu. En particulier, ils pourront être constitués par un détecteur optique tel qu'une cellule photo-électrique et une roue portant au moins un repère optique qui modifie l'état du détecteur lorsqu'il passe en regard de celui-ci au cours de la rotation de la roue. Cette roue pourra être calée sur le vilebrequin ou, de préférence, sur un axe (non représenté) lié en rotation avec le vilebrequin et tournant deux fois moins vite que ce dernier. Des systèmes mécaniques pourront également être utilisés, tels que ceux comportant une came associée à la rotation du vilebrequin et qui ouvre ou ferme périodiquement un interrupteur. The means such as the sensor 20, which are adapted to identify the passage of the crankshaft in a predetermined reference position, can also be of any known type. In particular, they may be constituted by an optical detector such as a photoelectric cell and a wheel carrying at least one optical mark which modifies the state of the detector when it passes opposite it during rotation. of the wheel. This wheel can be wedged on the crankshaft or, preferably, on an axis (not shown) linked in rotation with the crankshaft and rotating twice as fast as the latter. Mechanical systems could also be used, such as those comprising a cam associated with the rotation of the crankshaft and which periodically opens or closes a switch.

La fig. 3 illustre un mode de réalisation du circuit électronique 25 qui reçoit du capteur 20 un signal composé d'impulsions Ij, I2 dont l'intervalle est représentatif d'un angle de rotation aR du vilebrequin, la valeur de cet angle, qui est de préférence un sous-multiple de 360° et généralement au plus égale à 360°, dépendant essentiellement du mode de réalisation du capteur 20. L'intervalle de temps T entre ces impulsions est inversement proportionnel à la vitesse de rotation N du vilebrequin 17 et directement proportionnel à aR. Fig. 3 illustrates an embodiment of the electronic circuit 25 which receives from the sensor 20 a signal composed of pulses Ij, I2 whose interval is representative of an angle of rotation aR of the crankshaft, the value of this angle, which is preferably a sub-multiple of 360 ° and generally at most equal to 360 °, essentially depending on the embodiment of the sensor 20. The time interval T between these pulses is inversely proportional to the speed of rotation N of the crankshaft 17 and directly proportional to aR.

T étant la période mesurée en secondes séparant deux impulsions consécutives, N, mesurée en tours par minute, étant la vitesse moyenne de rotation du vilebrequin pendant l'intervalle de temps T et aR étant mesuré en degrés. ^ T being the period measured in seconds separating two consecutive pulses, N, measured in revolutions per minute, being the average speed of rotation of the crankshaft during the time interval T and aR being measured in degrees. ^

La fréquence apparente de production des impulsions est F = — The apparent frequency of pulse production is F = -

Le signal issu du capteur 20 est appliqué à une première entrée du circuit 29 du type porte ET. The signal from sensor 20 is applied to a first input of circuit 29 of the AND gate type.

Un oscillateur 30, par exemple du type résistance-capacité, de fréquence F, est relié à un circuit 31 diviseur par K (nombre entier supérieur à 1) qui est connecté par le conducteur 32 à une seconde borne d'entrée du circuit 29 auquel il délivre des impulsions à la fré- An oscillator 30, for example of the resistance-capacity type, of frequency F, is connected to a circuit 31 divider by K (integer greater than 1) which is connected by the conductor 32 to a second input terminal of the circuit 29 to which it delivers impulses to the

p quence F2 = — et donc de période T2 = KT,. La sortie du cir-K. p quence F2 = - and therefore of period T2 = KT ,. Leaving Cir-K.

cuit 29 est réunie à l'entrée de comptage C33 d'un compteur d'impulsions électriques 33. Ce compteur 33 pourra être d'un type classique, connu des spécialistes sous la désignation type 7493 et commercialisé par divers fabricants. cooked 29 is joined to the counting input C33 of an electric pulse counter 33. This counter 33 may be of a conventional type, known to specialists under the designation type 7493 and marketed by various manufacturers.

A la réception de l'impulsion Ii, et plus précisément à l'apparition du front ascendant 34B de cette impulsion, le circuit 29 laisse apparaître sur sa borne de sortie les impulsions produites par le circuit 31 qui sont comptabilisées par le compteur 33 jusqu'à l'apparition du front descendant 34A de l'impulsion I2, c'est-à-dire pendant l'intervalle de temps T séparant l'impulsion I, de l'impulsion I2. On reception of the pulse Ii, and more precisely on the appearance of the rising edge 34B of this pulse, the circuit 29 lets appear on its output terminal the pulses produced by the circuit 31 which are counted by the counter 33 until on the appearance of the falling edge 34A of the pulse I2, that is to say during the time interval T separating the pulse I, from the pulse I2.

Les bascules du compteur 33 sont reliées en parallèle, par des conducteurs, à autant d'éléments indépendants, du type bascule, d'un circuit à mémoire 34. Le circuit 34 pourra être d'un type connu des spécialistes sous la dénomination type 7474. The counter flip-flops 33 are connected in parallel, by conductors, to as many independent elements, of the flip-flop type, of a memory circuit 34. The circuit 34 may be of a type known to specialists under the name type 7474 .

Le compteur 33 possède une entrée de remise à zéro RAZ33 qui est connectée au capteur 20 par un conducteur 35 comportant des moyens classiques 35A pour retarder la transmission du front 34A des impulsions Il512l... à la borne RAZ33 du compteur 33. The counter 33 has a reset input RAZ33 which is connected to the sensor 20 by a conductor 35 comprising conventional means 35A for delaying the transmission of the edge 34A of the pulses Il512l ... to the terminal RAZ33 of the counter 33.

Le circuit à mémoire 34 possède une entrée de chargement Ch34 qui est connectée au capteur 20 par un conducteur 36. The memory circuit 34 has a charging input Ch34 which is connected to the sensor 20 by a conductor 36.

Dans ces conditions, lorsque l'impulsion I2 est produite après une rotation aR du vilebrequin, le front 34A de l'impulsion I2 provoque le transfert du contenu numérique égal à F2 • T du compteur 33 dans le circuit à mémoire 34, puis le front 33A, reçu par le compteur 33 avec un certain retard par rapport au front 34A (retard inférieur à la durée de l'impulsion et provoqué par les moyens 35A), provoque la remise à zéro du compteur 33. Ce dernier est alors prêt à enregistrer de nouvelles impulsions venant de la porte ET 29 pendant une nouvelle rotation aR du vilebrequin 17. Under these conditions, when the pulse I2 is produced after a rotation aR of the crankshaft, the front 34A of the pulse I2 causes the transfer of the digital content equal to F2 • T of the counter 33 in the memory circuit 34, then the front 33A, received by the counter 33 with a certain delay with respect to the edge 34A (delay less than the duration of the pulse and caused by the means 35A), causes the counter 33 to be reset to zero. The latter is then ready to record new pulses coming from the AND gate 29 during a new rotation aR of the crankshaft 17.

Le circuit de stockage à mémoire 34 possède des bornes de sortie respectivement reliées aux bornes d'initialisation d'un organe 37 de décomptage (type 74193, par exemple). The memory storage circuit 34 has output terminals respectively connected to the initialization terminals of a downcount member 37 (type 74193, for example).

Cet organe 37 possède une entrée de décomptage D37 reliée par le conducteur 38 à la sortie de l'oscillateur 30 de fréquence F,. Le circuit 37 possède également une borne R0_37 sur laquelle apparaît un signal à chaque passage à zéro de cet organe de décomptage. This member 37 has a countdown input D37 connected by the conductor 38 to the output of the oscillator 30 of frequency F,. The circuit 37 also has a terminal R0_37 on which a signal appears at each zero crossing of this downcounting member.

L'intervalle de temps Ts nécessaire à la remise à zéro de l'organe 37, dont le contenu numérique initial délivré par le circuit de stockage 34 est F2 • T et qui reçoit des impulsions de décomptage de fréquence F,, est défini par la relation Ts • F, = F2 • T, et la fréquence Fs des passages à zéro de l'organe 37 est donc égale à: The time interval Ts necessary for resetting the member 37, whose initial digital content delivered by the storage circuit 34 is F2 • T and which receives countdown frequency pulses F ,, is defined by the relation Ts • F, = F2 • T, and the frequency Fs of the zero crossings of the member 37 is therefore equal to:

F étant la fréquence des impulsions Ij, I2)... F being the frequency of the pulses Ij, I2) ...

En d'autres termes, il apparaît K impulsions sur la borne R0_37 de l'organe de décomptage 37 au cours de chaque rotation aR du vilebrequin, et la périodicité de ces impulsions consécutives corres-aR In other words, it appears K pulses on the terminal R0_37 of the downcounting member 37 during each rotation aR of the crankshaft, and the periodicity of these consecutive pulses corres-aR

pond à une rotation: — du vilebrequin 17. lays in a rotation: - of the crankshaft 17.

K K

L'organe de décomptage 37 possède une entrée de chargement Ch37 qui est reliée à sa borne R0_37 par le conducteur 39. Dans ces conditions, chaque passage au zéro de l'organe de décomptage 37, délivrant un signal sur la borne R0_37, remet automatiquement cet organe en position de chargement. The downcount member 37 has a loading input Ch37 which is connected to its terminal R0_37 by the conductor 39. Under these conditions, each zero crossing of the downcount member 37, delivering a signal to the terminal R0_37, automatically resets this member in the loading position.

La borne de sortie R0.37 de l'organe de décomptage 37 est connectée par le conducteur 40 à la borne de comptage C28 d'un circuit schématisé en 28 et pouvant comporter m circuits élémentaires du type registre à décalage, bien connu des spécialistes (type 74164, par exemple), comportant huit bornes de sortie, chacune de ces sorties émettant une impulsion image de chaque angle unitaire de rotation The output terminal R0.37 of the downcounting member 37 is connected by the conductor 40 to the counting terminal C28 of a circuit shown diagrammatically at 28 and which may include m elementary circuits of the shift register type, well known to specialists ( type 74164, for example), with eight output terminals, each of these outputs emitting an image pulse of each unit angle of rotation

Ctn du vilebrequin et de valeur —, l'agencement de ces sorties pouvant K. Ctn of the crankshaft and value -, the arrangement of these outputs can K.

permettre de différencier de 0 à (8m — 1) impulsions délivrées par le circuit 37. differentiate from 0 to (8m - 1) pulses delivered by the circuit 37.

Chacune des impulsions émanant du circuit 37 produit l'incrémentation du circuit 28 qui délivrera, à chaque instant, un signal représentatif du nombre d'impulsions reçues pendant l'intervalle de temps: Each of the pulses emanating from the circuit 37 produces the incrementation of the circuit 28 which will deliver, at each instant, a signal representative of the number of pulses received during the time interval:

(8m - 1) (8m - 1)

T' = (8m - 1) Ts = —-—- T avec K > 8m - 1 K. T '= (8m - 1) Ts = —-—- T with K> 8m - 1 K.

Autrement dit, le circuit 28, qui constitue une horloge angulaire, se comporte comme un circuit du type registre à décalage ayant 8m bornes de sortie, repérées 0 à (8m — 1) sur la fig. 3, ce qui permet de suivre pas à pas la rotation du vilebrequin à des intervalles angulaires successifs égaux à ^7, à partir de sa position de référence (déter-K. In other words, the circuit 28, which constitutes an angular clock, behaves like a circuit of the shift register type having 8m output terminals, marked 0 to (8m - 1) in FIG. 3, which makes it possible to follow step by step the rotation of the crankshaft at successive angular intervals equal to ^ 7, from its reference position (deter-K.

minée par le calage de la roue portant le repère optique), la vitesse de rotation du vilebrequin 17 étant considérée comme constante pendant un intervalle de temps T séparant deux impulsions I successives. On voit donc que le choix des valeurs de aR et K permet de suivre avec précision la rotation du vilebrequin. Généralement, on choisira des valeurs de aR et de K de telle sorte que la valeur de l'aneto gle — soit comprise, par exemple, entre 0°30' et quelques degrés, le undermined by the timing of the wheel carrying the optical mark), the speed of rotation of the crankshaft 17 being considered to be constant during a time interval T separating two successive pulses I. It can therefore be seen that the choice of the values of aR and K makes it possible to follow the rotation of the crankshaft with precision. Generally, we will choose values of aR and K so that the value of the aneto gle - is, for example, between 0 ° 30 'and a few degrees, the

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

645 161 645,161

4 4

circuit 28 pouvant alors être composé de trois circuits élémentaires du type registre à décalage ayant 8 bornes de sortie chacun. circuit 28 can then be composed of three elementary circuits of the shift register type having 8 output terminals each.

Le circuit 28 a une borne de remise à zéro RAZ28 qui est connectée au capteur 20 par le conducteur 41, de façon à être remis à zéro par chaque impulsion Ij. The circuit 28 has a reset terminal RAZ28 which is connected to the sensor 20 by the conductor 41, so as to be reset to zero by each pulse Ij.

Le circuit 28 permet de sélectionner une fenêtre angulaire dont l'utilité apparaîtra ultérieurement. The circuit 28 makes it possible to select an angular window whose utility will appear later.

A cet effet, les deux bornes de sortie du circuit 28, correspondant aux deux angles limites de cette fenêtre angulaire, sont respectivement connectées aux deux bornes d'entrée d'un circuit à bascule 42 du type SET-RESET. To this end, the two output terminals of the circuit 28, corresponding to the two limit angles of this angular window, are respectively connected to the two input terminals of a flip-flop circuit 42 of the SET-RESET type.

La bascule délivre ainsi sur sa borne de sortie un signal en forme de créneau entre les deux positions angulaires limitant la fenêtre angulaire choisie: le créneau débute lorsque apparaît un premier signal sur la borne de sortie du circuit 28 correspondant au premier angle limite de cette fenêtre (premier changement d'état de la bascule 42), et ce créneau se termine lorsque apparaît un second signal sur la borne de sortie du circuit 28 correspondant au second angle limite de la fenêtre (second changement d'état de la bascule 42). The rocker thus delivers on its output terminal a signal in the form of a slot between the two angular positions limiting the chosen angular window: the slot begins when a first signal appears on the output terminal of the circuit 28 corresponding to the first limiting angle of this window (first change of state of flip-flop 42), and this slot ends when a second signal appears on the output terminal of circuit 28 corresponding to the second limit angle of the window (second change of state of flip-flop 42).

La fig. 4 représente schématiquement la composition des circuits 26 et 27 (cf. fig. 2) qui constituent avec le circuit 25 l'ensemble électronique 23. Fig. 4 schematically represents the composition of circuits 26 and 27 (cf. fig. 2) which together with circuit 25 constitute the electronic assembly 23.

L'accéléromètre 18 délivre son signal à un filtre passe-bas 44 dont les fréquences de coupure sont, par exemple, comprises entre 1 Hz et quelques centaines de hertz. Ce filtre a pour but de supprimer les signaux résultant des vibrations de la culasse engendrées par d'autres phénomènes, tels que la fermeture des soupapes, etc., et qui, de façon générale, se traduisent par des signaux de fréquences supérieures à celles résultant des variations de pression à l'intérieur des cylindres du moteur. Le signal fourni par l'accéléromètre 18 est successivement intégré par un premier intégrateur 45, puis par un second intégrateur 46. Le signal délivré par le second intégrateur 46 alimente un circuit à seuil 47, lequel délivre une impulsion lorsque ce signal passe par sa valeur maximale. L'impulsion du circuit 47 est appliquée à une première entrée d'un circuit 48, du type porte ET, qui la transmet à une bascule 49 lorsque le circuit 48 reçoit simultanément deux signaux de validation sur deux autres bornes d'entrée. Le premier de ces signaux est délivré par un inverseur logique 50 dont l'entrée est connectée à la sortie du premier intégrateur 45. Ainsi, lorsque le signal du premier intégrateur a une valeur nulle, l'inverseur 50 valide le signal du circuit à seuil 47 comme étant effectivement un maximum du signal délivré par l'intégrateur 46. The accelerometer 18 delivers its signal to a low-pass filter 44 whose cut-off frequencies are, for example, between 1 Hz and a few hundred hertz. The purpose of this filter is to suppress the signals resulting from the vibrations of the cylinder head generated by other phenomena, such as the closing of the valves, etc., and which, in general, result in signals of frequencies higher than those resulting pressure variations inside the engine cylinders. The signal supplied by the accelerometer 18 is successively integrated by a first integrator 45, then by a second integrator 46. The signal delivered by the second integrator 46 supplies a threshold circuit 47, which delivers a pulse when this signal passes through its value maximum. The pulse of circuit 47 is applied to a first input of a circuit 48, of the AND gate type, which transmits it to a flip-flop 49 when circuit 48 simultaneously receives two validation signals on two other input terminals. The first of these signals is delivered by a logic inverter 50 whose input is connected to the output of the first integrator 45. Thus, when the signal of the first integrator has a zero value, the inverter 50 validates the signal of the threshold circuit 47 as being effectively a maximum of the signal delivered by the integrator 46.

Dans le mode de réalisation illustré par la fig. 1, on a choisi de n'observer que la portion de signal du second intégrateur 46 qui correspond à la pression maximale dans un cylindre déterminé Q (fig. 1). On considère alors que les phénomènes sont semblables dans les autres cylindres, et le calage de l'allumage sera identique pour chaque cylindre. In the embodiment illustrated in FIG. 1, we have chosen to observe only the signal portion of the second integrator 46 which corresponds to the maximum pressure in a determined cylinder Q (FIG. 1). It is then considered that the phenomena are similar in the other cylinders, and the ignition timing will be identical for each cylinder.

Dans ce but, on utilise comme second signal de validation celui fourni par la bascule 42 qui est connectée au circuit 28 (fig. 3), de sorte que ce second signal de validation n'apparaisse que pour des positions prédéterminées du vilebrequin pour lesquelles le maximum de pression dans le cylindre Cj est susceptible de se produire lors du fonctionnement du moteur. Par exemple, une des bornes d'entrée de la bascule 42 est connectée à la sortie du circuit 28 correspondant sensiblement à une première position du vilebrequin 17 pour laquelle le piston dans le cylindre C, est au point mort haut, l'autre borne d'entrée étant reliée à la borne de sortie du circuit 28 correspondant à une seconde position du vilebrequin lorsqu'il a tourné d'un angle supplémentaire de 60 \ For this purpose, the second validation signal is used that supplied by the flip-flop 42 which is connected to the circuit 28 (fig. 3), so that this second validation signal appears only for predetermined positions of the crankshaft for which the maximum pressure in cylinder Cj is likely to occur during engine operation. For example, one of the input terminals of the rocker 42 is connected to the output of the circuit 28 corresponding substantially to a first position of the crankshaft 17 for which the piston in the cylinder C is at top dead center, the other terminal d input connected to the output terminal of circuit 28 corresponding to a second position of the crankshaft when it has rotated by an additional angle of 60 \

Outre le signal délivré par la porte ET 48, la bascule 49 reçoit un signal de synchronisation qui peut être constitué par les impulsions 1 produites par le capteur 20 lorsque le vilebrequin est dans une position angulaire de référence prédéterminée. Cette position de référence est choisie pour être atteinte par le vilebrequin 17 avant que ne se produise l'allumage dans le cylindre Cj, quelles que soient les conditions de fonctionnement du moteur. Par exemple, cette position de référence sera située à 65° de rotation du vilebrequin avant que le piston, dans le cylindre C1( n'atteigne le point mort haut. In addition to the signal delivered by the AND gate 48, the flip-flop 49 receives a synchronization signal which can be constituted by the pulses 1 produced by the sensor 20 when the crankshaft is in a predetermined angular reference position. This reference position is chosen to be reached by the crankshaft 17 before ignition occurs in the cylinder Cj, whatever the operating conditions of the engine. For example, this reference position will be located at 65 ° of rotation of the crankshaft before the piston, in the cylinder C1 (reaches top dead center.

Bien entendu, le signal de synchronisation peut être celui fourni par une des sorties du circuit 28 pourvu que, dans tous les cas, ce signal de référence soit produit avant l'allumage de la bougie dans le cylindre Ci. Of course, the synchronization signal can be that supplied by one of the outputs of the circuit 28 provided that, in all cases, this reference signal is produced before the ignition of the spark plug in the cylinder Ci.

La sortie de la bascule 49, étant initialement à l'état 0, est élevée à l'état 1 à la réception du signal de synchronisation, et remise à l'état 0 à la réception du signal validé provenant de la porte 48. On obtient ainsi un signal ayant la forme d'un créneau dont la largeur est fonction de l'angle de rotation 0 du vilebrequin entre la position de référence et celle où se manifeste le maximum de pression dans le cylindre Ci. Ce signal est transmis à une première entrée d'un circuit 51, du type porte ET, qui reçoit sur une seconde entrée les impulsions de sortie du circuit 28, ou horloge angulaire H. Sur une troisième borne d'entrée du circuit 51 est appliqué le signal de sortie d'une bascule 52 qui est commandée par le signal de synchronisation et par le signal de sortie d'un compteur 53 du type registre à décalage (type 74164, par exemple). Ce circuit compte les impulsions de synchronisation et délivre un signal sur l'une de ses bornes de sortie qui représente un nombre n de cycles de fonctionnement du moteur. The output of flip-flop 49, being initially at state 0, is raised to state 1 on reception of the synchronization signal, and reset to state 0 on reception of the validated signal coming from gate 48. On thus obtains a signal having the form of a niche whose width is a function of the angle of rotation 0 of the crankshaft between the reference position and that where the maximum pressure in the cylinder Ci manifests itself. This signal is transmitted to a first input of a circuit 51, of the AND gate type, which receives on a second input the output pulses of the circuit 28, or angular clock H. On a third input terminal of the circuit 51 is applied the output signal of a flip-flop 52 which is controlled by the synchronization signal and by the output signal from a counter 53 of the shift register type (type 74164, for example). This circuit counts the synchronization pulses and delivers a signal on one of its output terminals which represents a number n of engine operating cycles.

A l'apparition d'un premier signal de synchronisation, la porte ET 51 reçoit simultanément le signal issu de la bascule 49 et celui de la bascule 52 qui constituent des signaux de validation, et la porte 51 6 K. When a first synchronization signal appears, the AND gate 51 simultaneously receives the signal from flip-flop 49 and that of flip-flop 52 which constitute validation signals, and gate 51 6 K.

laisse passer impulsions provenant de l'horloge H pendant toute aR allows impulses from clock H to pass during all aR

la durée du signal produit par la bascule 49. Le même phénomène se produit pendant n cycles de fonctionnement du moteur, et le compteur de cycles 53 émet un signal qui change l'état de la bascule 52. Le nombre d'impulsions qui ont traversé la porte ET 51 est divisé par le nombre de cycles n, dans le circuit 54 qui délivre un nombre moyen 0 K. the duration of the signal produced by the flip-flop 49. The same phenomenon occurs during n engine operating cycles, and the cycle counter 53 emits a signal which changes the state of the flip-flop 52. The number of pulses which have passed through the AND gate 51 is divided by the number of cycles n, in the circuit 54 which delivers an average number 0 K.

d'impulsions rm = —— représentatif de la valeur moyenne de l'an-aR of pulses rm = —— representative of the average value of an-aR

gle de rotation 0m du vilebrequin entre le passage à la position de référence et celle correspondant à la pression maximale dans le cylindre Cj. 0m rotation angle of the crankshaft between the passage to the reference position and that corresponding to the maximum pressure in the cylinder Cj.

Ces impulsions sont appliquées sur la borne de décomptage Dss d'un compteur-décompteur 55 (type 74193, par exemple) qui a été initialisé à la valeur théorique du nombre d'impulsions rth qui correspond à l'écart angulaire théorique 0th entre la position de référence du vilebrequin et celle où la pression dans le cylindre Ct doit être maximale. These pulses are applied to the down-counting terminal Dss of an up-down counter 55 (type 74193, for example) which has been initialized to the theoretical value of the number of pulses rth which corresponds to the theoretical angular deviation 0th between the position of reference of the crankshaft and that where the pressure in the cylinder Ct must be maximum.

La valeur absolue de la différence rth — rm qui est représentative de l'écart s = 0th — 0m apparaît sur les bornes de sortie du circuit 55, reliées aux bornes d'entrée de la mémoire 56 (type 74174, par exemple), tandis que le signe de cette différence est indiqué par l'une des sorties dénommées généralement par les termes anglo-saxons carry ou borrow, suivant que ce signe est positif ou négatif. The absolute value of the difference rth - rm which is representative of the difference s = 0th - 0m appears on the output terminals of circuit 55, connected to the input terminals of memory 56 (type 74174, for example), while that the sign of this difference is indicated by one of the outputs generally called by the Anglo-Saxon terms carry or borrow, depending on whether this sign is positive or negative.

Le transfert de l'information s du décompteur 55 à la mémoire 56 est assuré par l'impulsion produite par le compteur de cycles 53, retardée par le circuit à retard 57a. Cette même impulsion, retardée une deuxième fois dans un circuit à retard 57b, remet à l'état initial le compteur-décompteur 55, par l'intermédiaire de l'entrée Ch55. L'information s mémorisée est appliquée dans un circuit additionneur-soustracteur 58 (type 7483) dans lequel est également appliquée la valeur théorique ßth de l'angle de rotation du vilebrequin entre la position de référence et la position théorique dans laquelle devrait se produire l'allumage dans le cylindre Q, pour que la pression dans ce cylindre soit maximale, lorsque le vilebrequin a tourné d'un angle 0lh par rapport à la position de référence. The transfer of information s from the down-counter 55 to the memory 56 is ensured by the pulse produced by the cycle counter 53, delayed by the delay circuit 57a. This same pulse, delayed a second time in a delay circuit 57b, resets the up-down counter 55, via the input Ch55. The stored information s is applied in an adder-subtractor circuit 58 (type 7483) in which is also applied the theoretical value ßth of the angle of rotation of the crankshaft between the reference position and the theoretical position in which l should occur. ignition in the cylinder Q, so that the pressure in this cylinder is maximum, when the crankshaft has rotated by an angle 0lh relative to the reference position.

Le circuit 58 délivre un signal représentatif de l'angle ßcom = ßlh + s de rotation du vilebrequin entre la position de référence et la position réelle pour laquelle la commande de l'allumage dans le cylindre Q doit intervenir. Ce signal est appliqué aux bornes d'initialisation d'un compteur-décompteur 59 (type 74193) dont la borne de décomptage D5Q est reliée à la sortie d'un circuit ET 60 recevant sur une borne d'entrée le signal de synchronisation et, sur une seconde The circuit 58 delivers a signal representative of the angle ßcom = ßlh + s of rotation of the crankshaft between the reference position and the actual position for which the ignition control in the cylinder Q must intervene. This signal is applied to the initialization terminals of an up-down counter 59 (type 74193) whose down-counting terminal D5Q is connected to the output of an AND circuit 60 receiving on a input terminal the synchronization signal and, on a second

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 5

645 161 645,161

borne d'entrée, le signal de l'horloge angulaire H. Lors du passage à zéro, le circuit 59 produit sur sa borne R0.59 un signal de commande de l'allumage qui est transmis par un circuit approprié 61 à la gâchette du thyristor 4 ainsi qu'à la borne de chargement Ch59 permettant la réinitialisation du compteur-décompteur 59. 5 input terminal, the signal from the angular clock H. During the zero crossing, the circuit 59 produces on its terminal R0.59 an ignition control signal which is transmitted by an appropriate circuit 61 to the trigger of the thyristor 4 as well as to the charging terminal Ch59 allowing the reset of the up-down counter 59. 5

Des modifications pourront être apportées sans sortir du cadre de la présente invention. Ainsi, il sera possible de régler séparément l'allumage dans chacun des cylindres du moteur en utilisant autant de circuits que nécessaire, composés des éléments de circuit 48 à 61. Modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Thus, it will be possible to adjust the ignition separately in each of the engine cylinders using as many circuits as necessary, composed of circuit elements 48 to 61.

10 10

Dans certains cas de fonctionnement du moteur, le réglage de l'allumage devra, pendant une période plus ou moins grande, être différent de l'avance optimale. Par exemple si, au démarrage, on désire que la montée en température du moteur soit plus rapide. De façon générale, on interpose entre les circuits 58 et 59 un circuit ad- [5 ditionneur-soustracteur 62 (représenté en pointillé sur la fig. 4) qui modifie la valeur de ßcom en ajoutant algébriquement une valeur cor-rective y. Cette modification pourra être effectuée en permanence, ou seulement temporairement. Dans ce dernier cas, la durée de la correction pourra être constante ou encore être fonction de la valeur prise par un paramètre mesuré par un détecteur 63. In certain cases of engine operation, the ignition setting must, for a greater or lesser period, be different from the optimum advance. For example if, at start-up, we want the engine temperature rise to be faster. In general, there is interposed between circuits 58 and 59 an adder-subtractor circuit 62 (shown in dotted lines in FIG. 4) which modifies the value of ßcom by algebraically adding a corrective value y. This modification can be made permanently, or only temporarily. In the latter case, the duration of the correction may be constant or even be a function of the value taken by a parameter measured by a detector 63.

De telles corrections pourront également être effectuées à l'apparition du phénomène de cliquetis, ou encore pour obtenir des gaz de combustion aussi peu polluants que possible, etc. Such corrections can also be made when the knocking phenomenon occurs, or to obtain combustion gases that are as low in pollution as possible, etc.

Bien entendu, les valeurs rth et ßth affichées dans.les circuits 55 et 58 seront déterminées avec précision pour chaque moteur. L'affichage de ces valeurs, préalablement mesurées en fonction des conditions précises de fonctionnement du moteur, pourra être programmé en fonction de ces mêmes conditions. Of course, the values rth and ßth displayed in circuits 55 and 58 will be determined precisely for each motor. The display of these values, previously measured as a function of the precise operating conditions of the engine, may be programmed as a function of these same conditions.

La fig. 5 représente schématiquement une variante de la fig. 4. L'accéléromètre 18 fixé sur la culasse du moteur délivre un signal à un filtre passe-bas 44 dont les fréquences de coupure sont, par exemple, comprises entre 1 Hz et quelques centaines de hertz. Ce filtre a pour but de supprimer les signaux résultant des vibrations de la culasse engendrées par des phénomènes tels que la fermeture des soupapes, etc., et qui, de façon générale, se traduisent par des signaux de fréquences supérieures à celles résultant des variations de pression à l'intérieur des cylindres du moteur. Fig. 5 schematically represents a variant of FIG. 4. The accelerometer 18 fixed on the cylinder head of the engine delivers a signal to a low-pass filter 44 whose cut-off frequencies are, for example, between 1 Hz and a few hundred hertz. The purpose of this filter is to suppress the signals resulting from the vibrations of the cylinder head generated by phenomena such as the closing of the valves, etc., and which, in general, result in signals of frequencies higher than those resulting from the variations of pressure inside the engine cylinders.

Le signal fourni par l'accéléromètre 18 est traité par un intégrateur 45 dont la borne de sortie est reliée à la borne d'entrée d'un circuit inverseur logique 50 qui produit un signal lorsque le signal issu de l'intégrateur 45 a une valeur nulle. La sortie de l'inverseur 50 est connectée à une borne d'entrée d'un circuit 48, du type porte ET, qui reçoit simultanément sur une deuxième borne d'entrée un signal représentatif de la position angulaire de l'arbre moteur, ce signal étant produit par le circuit 25 illustré sur la fig. 3. The signal supplied by the accelerometer 18 is processed by an integrator 45 whose output terminal is connected to the input terminal of a logic inverter circuit 50 which produces a signal when the signal from the integrator 45 has a value nothing. The output of the inverter 50 is connected to an input terminal of a circuit 48, of the AND gate type, which simultaneously receives on a second input terminal a signal representative of the angular position of the motor shaft, this signal being produced by the circuit 25 illustrated in FIG. 3.

Le signal délivré par la porte ET 48 est ensuite traité comme indiqué à la fig. 4. The signal delivered by the AND gate 48 is then processed as shown in fig. 4.

R R

4 feuilles dessins 4 sheets of drawings

Claims

645 161 2 CLAIMS

1. Method for automatic control of an ignition circuit of an internal combustion engine, making it possible to obtain an ignition instant such that the maximum pressure in at least one of the engine cylinders appears for a position determined angular angle of the drive shaft, characterized in that:

The angular position of the motor shaft is identified, to provide a first signal representative of said position,

The accelerations to which the cylinder head of the engine is subjected are detected in order to deliver, during at least a fraction of the rotation of the engine shaft, a second signal representative of the variations in pressure inside the cylinders,

Said first and second signals are combined to obtain a third signal representative of the angular position of the motor shaft, when the pressure in a cylinder is maximum, and

- Comparing said third signal to a setpoint signal to develop a control signal of the ignition circuit.

2. Device for implementing the method according to claim 1, characterized in that it comprises first means for providing said first signal representative of the angular position of the engine shaft, an accelerometer fixed on the cylinder head of the engine for detecting the accelerations undergone by the cylinder head, an integrator connected to the accelerometer and delivering said second signal, second means connected to this integrator for detecting a zero value of the second signal over at least a portion of the rotation of the motor shaft, third means connected to said first and second means for locating the angular position of the drive shaft corresponding to the zero value of the second signal, comparison means connected to these third means for detecting the difference between this angular position and a position of setpoint, and control means connected to said comparison means for delivering a control signal, a function of said deviation, to the circuit d 'ignition.