Brevet FR2479592A1 — publié le 19811002

L'invention a pour objet une installation de charge de batterie, notamment pour véhicules automobiles, comportant un alternateur avec un enroulement de phases, un enroulement d'excitation et un montage. redresseur branché après l'enroulement de phases et comportant des diodes principales, des diodes d'excitation ainsi que des bornes de connexion pour une batterie à charger et pour des récepteurs, un régulateur de tension à semi-conducteurs commandé au moyen d'un conducteur de détection, ce régulateur comprenant une partie de commande avec un diviseur de tension d'entrée, une partie de puissance avec un commutateur à semi-conducteur pour commander la tension de sortie de l'alternateur et une diode de marche libre, ainsi q'un élément de contre agencé de préférence sous forme de lampe de oontr81e de charge et servant à indiquer des défauts de l'installation de charge. On connaît des installations de charge de batterie qui montrent certains défauts se produisant pendant la charge des batteries. On a essayé récemment de mettre au point des montages indiquant en outre, par l'intermédiaire du dispositif de contre de charge, d'autres défauts dans l'alternateur, dans le régulateur ou dans le réseau de bord. Les essais ngont cependant pas conduit à un résultat satisfaisant. L'invention a pour but de permettre l'indication d'un grand nombre de défauts et concerne à cet effet une installation du type ci-dessus caractérisée en ce qu'un montage de détection de défauts est prévu pour indiquer une tension de sortie de l'alternateur trop élevée ou trop basse et une coupure de l'excitation de l'alternateur, une coupure et une mise à la masse du conducteur de détection, une coupure du conducteur de charge entre la borne de batterie de l'alternateur et la borne positive de la batterie, l'arr8t de l'alternateur lorsque le contacteur d'allumage est fermé et dlantres dafauts de l'alternateur surtout dans le domaine des diodes et de l'enroulement de phases, ce montage de détection étant raccordé à la borne de l'élément de contrôle située à l'opposé de la batterie et au point central artificiel du pont à résistances ainsi qutà la borne à la borne d'excitation et à la borne négative du régulateur de tension. Par rapport aux réalisations connues, l'installation conforme à l'invention a pour avantage d'assurer l'indication d'un grand nombre de défauts dans l'installation de charge de batteries au moyen du dispositif de contrôle de charge. Des dispositions indiquées dans la suite permettent d'obtenir des modes de réalisation avantageux et des perfectionnements de l'installation conforme à l'invention. Par l'utilisation d'un point central artificiel, on peut opérer indépendamment du montage de l'enroulement de l'alternateur (montage en étoile ou en triangle). Contrairement aux diodes, les résistances empêchent les dégâts lorsque le conducteur de commande allant du point central artificiel au régulateur se met à la masse. On peut utiliser des informations existant déjà dans le système alternateur/régulateur. L'indication des défauts permet d'avertir en temps voulu l'utilisateur du véhicule automobile et on peut éviter les détSts possibles, par exemple une ébulliion de la batterie ou une panne complète de l'instilation électrique du véhicule automobile. I1 est particulièrement avantageux que la régulation puisse entre adaptée aux conditions de fonctionnement particulières de l'installation de charge de batterie. Cela provient de ce qu'on peut prélever la valeur réelle de la tension en différents points du réseau de bord du véhicule automobile, par exemple sur l'alternateur, la batterie, le contacteur d'allumage ainsi que les phares de ce véhicule.En outre, la pré-excitation de l'alternateur est améliorée. Le montage de détection des défauts peut être réalisé, d'une part sous forme de circuit séparé, et d'autre part, sous forme de circuit de commutation intégré (IC). Dans le second cas, on peut prévoir tout aussi bien un circuit intégré commun pour la régulation et l'indication des défauts que deux circuits intégrés distincts pour les deux fonctions. Le montage de détection des défauts peut être incorporé dans le régulateur. Mais on peut aussi envisager de réaliser le régulateur et l'organe indicateur de défauts sous forme de deux éléments de construction distincts pouvant être montés sur l'alternateur ou montés en dehors de celui-ci. L'élément de contrôle ou d'indication peut être constitué par une lampe à incandescence ou par une diode lumineuse avec un branchement approprié. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés où la figure 2 représente. un exemple de réalisation de l'invention. Dans ces dessins - la figure 1 représente un exemple de l'état connu de la technique, - la figure 2 représente un exemple de réalisation de l'invention. La figure 1 représente une installation de charge de batterie connue. Les éléments représentés sur la figure 1 ainsi que les références sont aussi utilises sur l'autre figure. Un alternateur 10 comporte un enroulement triphasé 12, à la suite duquel sont branchés un redresseur de courant principal 13 comportant des diodes négatives 13a et des diodes positives 13b. Le redresseur 13 comporte une borne négative D- servant de connexion de masse de l'alternateur et une borne positive B+ servant de connexion de la batterie à l?6lternateur, A la suite de l'enroulement triphasé 13 est encore branché, sous la forme d'un redresseur en demi-pont, un redresseur de courant d'excitation comportant des diodes d'excitation 14.La connexion positive des diodes d'excitation 14 constitue la borne positive D+ de l'alternateur. I1 est prévu en outre une borne W allant à une extrémité de l'enroulement triphasé 12. Enfin, l'alternateur comporte encore un enroulement d'excitation 11 avec une borne positive D+ et une borne DF. L'installation de charge de batterie comporte en outre un régulateur de tension 16 comprenant de façon connue une partie de commande 17 et une partie de puissance 1-8. Devant la partie de commande 17 est branché un diviseur de tension 19 avec une borne d'entrée 21 et au moins une prise 22 pour régler la valeur de consigne de l'älternateur 10. La partie de commande 17 comporte une résistance de travail 23 et un organe de couplage de réaction.RC 51 est disposé entre la partie de puissance 18 et la partie de commande 17. Dans exemple de réalisation connu, llentrée 21 du diviseur de tension 19 est raccordé à une borne 24 par laquelle la valeur réelle de la tension est envoyée à la partie de commande 17. A l'intérieur du régulateur 16, la borne 24 est reliée à la borne positive D+ de l'enroulement d'excitation 11. Par l'intermédiaire d'un conducteur de détection 25 raccordé à la borne 24 du régulateur, on effectue la prise de la valeur réelle de la tension ainsi que le prélèvement du courant d'excitation sur la borne D+ de l'alternateur 10. La partie i puissance 18 est branchée entre la borne d'excitation DF et la masse. Une diode de marche libre 20 est en outre disposée en parallele à l'enroulement d'excitation 11 de l'alternateur 10. L'alternateur 10 et le régulateur de tension 16 sont reliés entre eux par leurs bornes négatives D-, les bornes d'excitation DF et les bornes positives D+ de l'enroule- ment d'excitation. La borne négative D- d'une batterie 48 est reliée à la borne correspondante D- de l'alternateur 10, tandis que la borne positive B+ de cette batterie est reliée par un conducteur de charge 37 à la borne de batterie B+ de l'alternateur 10. Un premier groupe de récepteurs 32 est raccordé par l'intermédiaire d'un premier interrupteur 31 à la borne B+ de la batterie 48. Une lampe de contrôle de charge 35 servant d'élément de contrôle et de résistance de préexcitation pour l'alternateur 10 est, dans ltexemple connu, reliée par sa borne 38 située à l'opposé de la batterie à la sortie D+ des diodes d'excitation de l'alternateur 10 et par sa borne voisine de la batterie à la borne 15 du contacteur d'allumage 36. La borne 30 du contacteur d'allumage 36 est reliée à la borne positive B+ de la batterie 48. Un second groupe de récepteurs 34 est raccordé par l'intermédiaire d'un second interrupteur 33 à la borne 15 du contacteur d'allumage 36. Ce montage connu ne permet dtindiquer qu'un nombre très limité de défauts de l'installation de charge de batterie. On ne peut indiquer que ltarrdt de l'alternateur 10 lorsque le contacteur d'allumage 36 est fermé, cet arrêt résultant par exemple de la rupture de la courroie trapézoidale, ainsi qu'une mise à la masse du conducteur de détection 25. Dans l'exemple de réalisation conforme à l'invention dont la description est donnée dans la suite, on utilise un montage de détection de défauts 40. Le montage de détection de défauts 40 comporte une borne négative D-, une borne L pour un élément indicateur de défauts, par exemple une lampe à incandescence ou une diode lumineuse et au moins cinq bornes de commande. Dans l'exemple de réalisation suivant la figure 2, parmi les bornes du montage de détection de défauts 40, la borne négative D- est reliée à la borne négative D- du régulateur de tension 16, la borne L est reliée à la borne 38 de l'élément de contrôle 35 éloignée de la batterie, la borne de commande 41 est reliée à la borne 29 du régulateur, la borne de commande 42 est reliée au pont à résistances 39, la borne de commande 43 est reliée à la borne d'excitation DF du régulateur de tension 16, la borne de commande 44 est reliée à la borne 24 du régulateur et la borne de commande 45 est reliée à la borne 47 du régulateur. Par rapport à l'état connu de la technique représenté sur la figure 1, on a dans l'exemple de réalisation suivant la figure 2 les modifications indiquées dans la suite.Un premier conducteur supplémentaire 28 par lequel passe le courant d'excitation destiné à l'alternateur 10 est disposé entre la borne 15 du contacteur d'allumage 36 située à a'opposé de la batterie et une borne 29 du régulateur de tension 16, cette borne étant reliée, à laintérieur du régu- lateur, à la résistance de travail 23, à la diode de marche libre 20 et à la borne d'excitation D+, e Un second conducteur supplémentaire 46 sert à déterminer la valeur réelle dela tension en un point quelconque du réseau de bord, par exemple sur la borne positive B+ de ltalternateur 10, comme représenté sur la figure 2, sur la borne positive B* de la batterie 48, sur la borne 15 du contacteur d'allumage 36 située à l'opposé de la batterie ou en des points similairess Les avantages des diverses possibilités de connexions sont connues d'après l'état de la technique Ce second conducteur supplémentaire 46 est raccordé à une borne 47 du régulateur de tension 16 et est relié, à l'intérieur de ce régulateur, à l'entrée 21 du diviseur de tension 1 9e Un troisième conducteur supplémentaire 52 relie la borne de commande 42 du montage de détection de défauts 40 au point central artificiel M p Ce point est formé en reliant entre elles d'un côté trois résistances 39 dont les autres extrémités sont d'autre part respectivement reliées aux trois enroulements de phases 12 de l'alternateur 10.En outre, dans le régulateur de tension 16, le montage en série d'une diode 26 et d'une diode Zener 27 est branché entre la borne. 24 et la prise 22 du diviseur de tension 19. Ce montage sert à assurer une régulation deurgence, ceest-à-dire à limiter la tension de sortie de l'alternateur 10 en cas de défaut; Avec le montage suivant la figure 2, on améliore la préexcitation de l'alternateur 10 à l'aide du conducteur supplémentaire 28. Au moyen du conducteur supplémentaire 46, on peut adapter la régulation aux conditions spéciales suivant lesquelles doit fonctionner l'installation de charge de batterie.Cela est obtenu en déterminant la valeur réelle de la tension en difféxnts points du réseau de bord du véhicule automobile. I1 est en outre possible de détecter une tension de sortie trop élevée de l'alternateur 10, par exemple par suite de l'excitation exagérée de l'alternateur dans le cas de défaut rendant conducteur l'étage terminal 18 du régulateur. On peut aussi détecter une tension de sortie trop faible, par exemple à la suite d'une surcharge de l'alternateur.On a en outre l'indication d'une coupure de l'excitation de l'alternateur 10, par exemple par suite d'une coupure dans le domaine du régulateur de tension 16, de l'enroulement d'excitation 11, du conducteur 28 ou d'un élément similaire, d'une coupure ou d'une mise à la masse du conducteur de détection 46, d'une coupure du conducteur de charge 37 ou de llarrEt e de l'alternateur 10 lorsque le contacteur d'allumage 36 est fermé, par exemple à la suite d'une rupture de courroie trapézoidale. Au moyen du point central artificiel forme par les trois résistances 39, on peut opérer indépendamment du montage des enroulements de phase 12 de l'alternateur en étoile ou en triangle. En comparant la tension régnant au point central artificiel M avec la tension de la batterie on peut, à l'aide p du montage de détection de défauts 40, détecter d'autres défauts de l'alternateur dans la zone des diodes, par exemple un courtcircuit d'une diode de puissance positive 13b, ou dans la zone du stator, par exemple si 11 une des extrémités des trois enroulements de phases 12 est ralliée à la masse. Les trois résistances 39 sont déterminées, par exemple respectivement avec une résistance unitaire de 1 k - , de manière qu'unie mise à la masse du conducteur de commande 15 ne puisse pas provoquer de dommages et que les courants de perte passant par ces résistances soient les plus faibles possibles. La régulation d'urgence réalisée dans l'exemple de réalisation suivant la figure 2 par le conducteur 25 et le montage en série de la diode 26 et de la diode Zener 27 évite, avec une détection de la valeur réelle de la tension à l'extérieur de l'alternateur 10, dans le cas de défaut correspondant à la coupure du conducteur de charge 37 entre la borne positive B+ de l'alternateur 10 et la borne positive B+ de la batterie 48, une croissance de la tension de sortie de l'alternateur 10 à des tensions élevées et dangereuses. L'indication du défaut a lien à l'aide de l'élément de contre 35. REVENDICATIONS 1.- Installation de charge de batterie, notamment pour véhicules automobiles, comportant un alternateur avec un enroulement de phases, un enroulement d'excitation et un montage redresseur branché apres 17 enroulement de phases et comportant des diodes principales, des diodes d'excitation ainsi que des bornes de connexion pour une batterie à charger et pour des récepteurs, un régulateur de tension à semi-conducteurs commandé au moyen d'un conducteur de détection, ce régulateur comprenant une partie de commande avec un diviseur de tension d'entrée, une partie de puissance avec un commutateur à semiconducteur pour commander la tension de sortie de l'alternateur et une diode de marche libre, ainsi qu'un élément de contrale agencé de préférence sous forme de lampe de contrôle de charge et servant à indiquer des défauts de l'installation de charge, instaCtion caractérisée en ce qu'un montage de détection de défauts (40) est prévu pour indiquer une tension de sortie de l'alternateur (10) trop élevée ou trop basse et une coupure de ltexcitation de l'alternateur (10), une coupure et une mise å la masse du conducteur de détection (46), une coupure du conducteur de charge (37) entre la borne de batterie (3+) de l'alternateur (10) et la borne positive (B+) de la batterie (48), l'arrêt de l'alternateur (10) lorsque le contacteur d'allumage (36) est fermé et d'autres défauts de l'alternateur surtout dans le domaine des diodes (13) et de l'enroulement de phases (12), ce montage de détection étant raccordé à la borne (38) de l'élément de contrôle (35) située à l'opposé de la tatterie et au point central artificiel (Mp) du pont à résistances;/ ainsi qu'à la borne (24), à la borne (29), à la borne (47), à la borne d'excitation (DF) et à la borne négative (D-) du régulateur de tension (76). '2.- Installation de charge de batterie selon la revendication 1, caractérisée en ce que pour détecter des défauts de lralternateur dans le domaine des diodes (13) et de l'enroulement de phases (12), il'est prévu un pont-à résistance (39) constitué par trois résistances reliées entre elles d'un côté en formant un point central artificiel (Mp) et raccordees respectivement de lautre côté à une extrémité de l'enroulement triphasé (12) de l'alternateur (10), un conducteur de commande supplémentaire (15) étant disposé entre le point central arti ficiel (Mp) du pont à résistances (39) et la borne de commande (42) du montage de détection de défauts (40). 3.- Installation de charge de batterie selon la revendicatinn 1, caractérisée en ce que pour améliorer la préexcitation de l'alternateur (10), un conducteur supplémentaire (28) est raccordé entre la borne (15) du contacteur d'allumage (36) située à l'opposé de la batterie et la borne (29) du régulateur de tension (16), ce conducteur supplémentaire étant relié, dans le régulateur de tension (16), à la résistance de travail (23), à la diode de marche libre (20) et à la borne d'exciation (DF). 4.- Installation de charge de batterie selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un conducteur supplémentaire (46) est raccordé entre un point de détection, par exemple la borne positive (B+) de l'alternateur (10) et la bore (47) du régulateur de tension (16), pour déterminer la valeur réelle de la tension en un point quelconque du réseau de bord du véhicule automobile et pour la séparer de la prise de courant d'excitation ainsi que pour améliorer la régulation de la tension de sortie de l'alternateur (in), ce conducteur supplémentaire étant relié, à l'intérieur du régulateur de tension (16), à l'entrée (21) du diviseur de tension (19). 5.- Installation de charge de batterie selon la revendication 1, caractérisée en ce que le montage en série d'une diode (26) et d'une diode Zener (27) est prévu, dans le régulateur de tension (16), entre sa borne (24) et la prise (22) du diviseur de tension (19) pour limiter la tension de sortie de l'alternateur (10) en cas de défaut du à la coupure du conduteur de charge (37).