Brevet FR2502250A1 — publié le 19820924

L'invention a pour objet un disposi- tif puur produire des tensions électriques de valeurs détermi- nées destinées à des récepteurs disposés en liaison avec un mo- teur à combustion interne, ces récepteurs étant déterminés pour des tensions minimales avec un montage élévateur de tension. On a toujours porté une grande atten- tion à l'alimentation par une tension électrique de récepteurs dans le cas de la commande électronique des moteurs à combus- tion interne. La raison en est qu'en règle générale, la tension électrique dont on dispose dans un véhicules automobile varie fortement suivant les conditions de fonctionnement, le processus de démarrage aux basses températures étant alors-prépondérait. En particulier, lors de ce processus de démarrage, la tension de bord tombe à de faibles valeurs et les constructeurs de vé- hicule's exigent, en conséquence, que l'on déterminé les divers systèmes pour ces valeurs pouvant descendre jusqu'à 5 ou 6 volts environ\pour une alimentation électrique sous une tension norme- le de 12 volts. Il en résulte que, pour des systèmes classique la tension d'alimentation des différents récepteurs doit être abaiséée artificiellement pendant le fonctionnement, ce qui est défavorable au point de vue du bilan énerâétique.En outre, avec une faible tension de service, des courants relativement élevés sont nécessaires pour les différents récepteurs afin d'obtenir une puissance déterminée. Cela nécessite une section importante des conducteurs. On peut citer, à titre d'exemple, les organes de manoeuvre des installations électroniques de réglage d'injec- tion pour moteurs Diesel. L'invention a puur objet d'éviter ces inconvénients et concerne, à cet effet, une installation du ty- pe ci-dessus caractérisée en ce que le montage élévateur de ten- sion peut être mis en circuit au voisinage de la tension mini- male. Par rapport aux réalisations connues, le dispositif con- forme à l'invention a pour avantage que la différence entre la tension de service normale et la tension minimale du récepteur peut etre mainbpnue à une très faible valeur. Ainsi, en raison des valeurs plus élevées que la tension peut atteindre, la détermination des différents récepteurs est plus économique. Des dispositions itndiqaies dans la suite permettent d'obtenir des modes de réalisation avantageux et des perfectionnements du dispositif conforme à l'invention. Les avantages résultent de la description, donnée dans la suite, des différents exemples de réalisation. L'invention sera mieux comprise en re- gard de la description ci-après et des dessins annexés représen- tant des exemples deréaliation de l'invention, dessin dans lesquels: - le figure 1 est un schéma de prin- cipe du dispositif pour produire des tensions électriques de valeurs déterminées par des récepteurs disposés en liaison avec un moteur à combustion interne; - les figures 2 à 4 représentent des solutions en variantes pour le prélèvement des signaux; - la figure 5 est un schéma de pri-Ici- pe, par blocs, d'un dispositif conforme à l'invention; - la figure 6 est un schéma détaillé du dispositif suivant la figure 5 La figure 1 représente schématiquement l'ensemble du réseau électrique de bord d'un véhicule automo- bile muni d'-un dispositif conforme à l'invention pour produire des tensions électriques de valeurs déterminées. La batterie du véhicule est désignée par 10*Et le-contacteur d'allumage est désigné par 11. A la sortie du contacteur d'allumage 11, sont représentés trois conducteurs 12, 13 et 14 reliés indirectement à une lampe unique 15 représentée symboliquement, ainsi qu'à un démarreur 16 et, directement, au dispositif eonsidéré 17 pour produire des tensions électriques de valeurs déterminées. A la sortie du dispositif 17 est enfin raccordé un récepteur 18 auquel est appliquée une tension stabilisée. Le schéma de principe de la figure 1 permet de voir qu'une partie des récepteurs électri- ques d'un véhicule automobile peut être directement reliée à la batterie 10, tandis que des récepteurs--spéciaux sont alimentés avec une tension à niveau constant par l'intermédiaire du dis- positif 17. Le dispositif 17, destiné à produire une tension de valeur déterminée, comporte un montage élévateur de tension constitué par une bobine 20 et une diode 21 dans le conducteur positif 22 ainsi que par un commutateur 23 disposé dans le con- ducteuir allant du point de connexion de la bobine 20 et de la diode 21 à un conducteur négatif 24. Le commutateur 23 est com- mandé par les signaux de sortie d'un régulateur 25 qui reçoit à son tour, un signal d'entrée provenant de la borne de sortie 26 du dispositif 17. Enfin, un condensateur 27, servant à ac- cumuler de l'énergie, est branché entre cette borne de sortie 26 et la masse. Il s'est révélé avantageux que le seuil de ré- ponse du régulateur 25 soit plus ou moins voisin de la tension normale de la batterie et inférieur à cette tension, de sorte que le montage élévateur de tension comportant les composants , 21 et 23 n'entre en action que pendant les périodes relati- vement rares o le moteur à combustion interne a besoin d'une puissance accrue, par exemple en cas de démarrage. Si, dans le dispositif représenté en figure 1 la tension régnant sur le condensateur 27 s'abaisse au-dessous d'une valeur déterminée, le régulateur 25 entre en action et le commutateur 23 est manoeuvré. Cela provoque des pointes de self-induction dans la bobine 20, les fractions positives de ce pointes arrivant au condensateur d'accumulation par l'intermé- diaire de la diode 21. Suivant la fréquence des manoeuvres du commutateur 23, le potentiel correspondant à la tension régnant à la sortie 26 du dispositif est "relevé par pompage". L'importance de ce relpvage par pompage dépend finalement de la différence entre la tension de sortie désirée et la tension de b terie dont on dispose. En tout cas, il est ainsi garanti qu'une valeur de tension déterminée n'est pas franchie inférieurement sur le récepteur 18, même pour de faibles valeurs de la tension de batterie. Les points essentiels à considérer pour le dispo sitif conforme à l'invention pour produire des tensions électri- ques de valeurs déterminées consistent dans le choix des points de branchement et de coupure du régulateur 25. Les figures 2, 3 et 4 représentent différentes. possibilités pour le prélèvement du signal de branchement et de coupure destiné au régulateur 25. Ces possibilités ne sont éga- lement représentées que sous forme de schémas de principe dont la réalisation ne pose cependant aucun problème au spécialiste. Dans le cas de la figure 2, il est prévu un.commutateur à va- leur de seuil 30 pour tester la tension de la batterie 10. Si cette tension de batterie s'abaisse au-dessous d'une valeur dé- terminée, le régulateur 25 est mis en action et sollicite par des impulsions le transistor 31 agissant en tant que commutateur 23, de manière et jusqu'à ce que la tension désirée soit réta- blie sur 1P condensateur 27. En figure 2, il est représenté, en trait interrompu, en parallèle a la dioae Di, un commutateur,2 Lu- vant être actionné uar un relais 33 Ce commutateur a pour rôle de mettre en court-circuit la diode 21 pendant le fonction- nement normal, c'est-àdire lorsque la tension de la batterie est suffisamment élevée, pour éviter les pertes de puissance inutiles. Le signal de commande destiné au relais 33 peut alors co ïcider dans le temps avec le signal de sortie, destiné au régulateur 25, du commutateur à vadu1r 'e seuil 30. La figure 3 est un schéma de principe du même montage que celui qui est représenté en figure 2, avec la différence qu'on prélève la tension régnant derrière la bobine en tant que tension d'entrée destinée au commutateur à valeur de seuil 30. Dans ce cas, le commutateur à valeur de seuil 30 doit comporter des organes de temporisation qui déclenchent les élévations de tension provenant de la bobine 20 pendant la pé- riode d'activité du montage élévateur de tension. La figure 4 montre une autre possibilité. Dans ce cas, le signal d'entrée destiné au commutateur à va- leur de seuil 30 est prélevé à la sortie du dispositif destiné à produire des tensions de valeurs déterminées. Ce signal cor- respond à la valeur réelle. La figure 5 est un autre schéma de principe du dispositif pour produire des tensions électriques de valeurs déterminées. Les composants esseatiels de ce dispositit sont la bobine 20, la diode 21, le transistor 31 jouant le r8le du commutateur 23 de la figure 1 et le condensateur 27. Dans ce cas, une résistance de mesure de courant 35 est branchée en sé- rie avec 2 -.cticnc is c t eu - =e - u c2Jz-ns tor 31, Cette résistance sert à constituer un montage de limitation de courant pour le courant de collecteur du transistor 31. Devant la base de ce transistor 31 est branchée une porte ET 36 comportant quatre entrées 37 à 40. Les signaux de sortie de-trois compara- teurs 41, 42, 43 constituant les grandeurs d'entrée destinées à cette porte ET 36. Tandis que le comparateur 41 capte la ten- sion d'entrée et détermine, en principe, le comportement de bran- chement et de coupure-du dispositif, le comparateur 42 sert à effectuer, pour la tensionce sortie, la comparaison entre la valeur de consigne et la valeur réelle. Le troisième compara- teur 43 capte la chute de tension sur la résistance 35 pour réa- liser une limitation du courant dutransistor 31. Enfin, le si- gnal provenant d'une source de tension alternative 45, le cas échéant commandée, est appliqué à la quatième entrée 38 de la porte ETl 36. La fréquence de cette source peut être modifiée par l'intermédiaire d'une entrée 46 le signal de sortie du dispo- sitif limiteur de courant (comparateur43) pouvant également in- tervenir en tant que grandeur d'influence. Les seuils de commutation, principalement des comparateurs 41 et 42, sont à ajuster en fonction du cas d'application considéré et peuvent présenter une hystérésis plus ou moins grande. La figure 6 représente un exemple de réa- lisation détaillé du montage de la figure 5, les mêmes éléments étant affectés des mêmes références numériques. Dans le monta- ge suivant la figure 6, les comparateurs individuels 41, 42 et 43 sont constitués de façon connue. La source de tension alternative 45 est réalisée au moyen d'un géniérateur RC d'un type de construction connu. Contrairement à ce qui est repré- senté en figuré 5, la porte ET 36 ne se présente pas sous for- me directe dans le cas de la figure 6. Au contraire, elle est divisée:les signaux de sortie du comparateur 43 et de l'oscil- lateur 45 agissant sur la valeur de seuil de comparateur 41, tandis que les deux sorties des comparateurs 41 et 42 agissent sur une borne d'entrée commune du transistor 31. Les détails du circuit décrit ci-dessus et relatifs au dispositif représen- té en figure 6 sont depuis longtemps connus des spécialistes et il n'est pas nécessaire de les étudier davantage. En résumé, les dispositifs décrits ci-des- sus et destinés à produire des tensions de valeurB de valeurs déterminées présentent les avantages suivants: - la tension de sortie du dispositif peut être relevée au niveau que l'on désire *On protège ainsi les récepteurs qui suivent contre les défauts de tension. - les récepteurs peuvent être prévus avec uni tension plus élevée et un courant plus faible. - on peut régler de façon précise la ten- sion d'entrée requise pour déclencher la régulation lorsqu'elle est franchie inférieurement. - on peut régler les grandeurs de réglage indépendamment l'une de l'autre et obtenir ainsi le rendement optimal du régulateur de commutation. - le fonctionnement a lieu en peu de temps avec une détermination appropriée. - on peut avoir une fable puissance de per- tes du dispositif en mettant en court-circuit la diode 21 et/ou la bobine 20 dans les périodes de non activité. - on peut limiter à une valeur admissible le courant de pointe passant dans le transistor 31. S4. l'on choisit une fréquence suffisam- ment élevée de l'oscillateur 45, qui fournit le signal de com- mutation destiné au transistor 31, on peut se dispenser de prévoir la bobine 20 en tant qu'élément de construction distinct. 1.5 L'inductance des conducteurs suffit alors pour obtenir la self- induction requise. REVENDICATIONS 1- Dispositif pour produire des tensions électriques de valeurs déterminées destinées à des récepteurs disposés en liaison avec un moteur à combustion interne, ces récepteurs étant déterminés pour des tensions minimales avec un montage élévateur de tension, caractérisé en ce que le montage élévateur de tension (20, 21, 23) peut être mis en circuit au voisinage de la tension minimale. 2- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le montage élévateur de tension est cons- titué par le montage en série d'une inductance (20) et d'une diode (21) dans un conducteur d'alimentation électrique (22) du récepteur, un commutateur (23) étant branché entre le point de connexion de l'inductance (20) et de la diode (21) et le second conducteur d'alimentation (24). 3- Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le commutateur peut être soumis à un si- gnal de tension alternative. 4- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le montage élévateu de tension peut être mis en circuit lorsque la tension d'entrée s'abaisse au-dessous d'une valeur déterminée, la tension de sor- tie étant lors réglée sur une valeur de consigne déterminée. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un organe limiteur de courant, en liaison avec le comparateur (43), est associé au commutateur (23, 31). 6- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une porte ET (36) est branchée devant le commutateur (23, 31), cette porte étant reliée, c8té entrée, à une source de tension alternative (45) et à au moins un comparateur de la tension d'entrée (41), de la tension de sortie (42) et du courant passant dans le commutateur (23, 31) 7- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à6, caractérisé en ce qu'un utilise l'induc- tance du conducteur d'amenée en tant qu'inductance (bobine 20). 8- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractériséen ce que la diode (21) etJ ou la bobine (20) peuvent 8treshuntées pendant la période de non activité du dispositif.