Brevet FR2530892A1 — publié le 19840127

Dispositif de commande d'une génératrice de charge La présente invention concerne un dispositif de commande d'une génératrice de charge Les dispositifs courants destinés à commander des génératrices de charge comportent un régulateur de tension qui commande la ten- sion de sortie de la génératrice de manière qu'elle soit égale à une tension prescrite, basée sur une valeur fixe dans le régulateur de tension lui-mêmeo ais un tel dis- positif de commande n'est pas à m 8 me d'assurer une com- mande précise de la tension de sortie de la génératrice. Un objet de l'invention est donc de proposer un dispositif qui assure une commande précise deune géné- ratrice de charge. Selon l'invention, un dispositif de commande dtune génératrice de charge comporte un régulateur de tension pour établir et interrompre le courant dans un enroulement inducteur de la génératrice de charge afin den commander la tension de sortie pour qu'elle soit égale à une tension de référence et un dispositif de sortie de tension de référence qui indique la valeur de tension de référence voulue pour le régulateur de ten- sion La tension de référence dans le régulateur de ten- sion qui commande la tension de sortie de la génératrice de charge peut tre modifiée -en réponse à des conditions dans lesquelles un véhicule automobile circule et des conditions dans lesquelles la batterie d'accumulateurs est chargée, assurant ainsi une commande précise de la génératrice de charge. D'autres caractéristiques et avantages de lin- ventior apparaîtront au cours de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La Figure 1 est un schéma d'un dispositif courant pour commander une génératrice de charge 9 la Figure 2 est un schéma d'un dispositif de commande d'une génératrice de charge selon un premier SR 2121 JP/BL mode de réalisation de l'invention et, la 1 igure 3 est un schéma d'un dispositif de commande d'une génératrice de charge selon un second mode de réalisation de l'invention. La réalisation et le fonctionnement d'un dis- positif de commande d'une génératrice de charge selon l'art antérieur sont décrits en regard de la figure 1. Lorsque le commutateur à clé 5 est fermé pour démarrer un moteur à combustion interne, un courant de base est fourni par la batterie d'accumulateurs 4, par le commutateur à clé 5 et une résistance 309 à une paire de transistors 302 et 303 connectés en circuit Darlington, qui sont rendus conducteurs Quand les tran- sistors 302 et 303 sont conducteurs, un courant inducteur circule dans l'enroulement inducteur 102, par une boucle comprenant la batterie d'accumulateurs 4, le commutateur à clé 5, une lampe 6 indicatrice de charge, la résis- tance 309, l'enroulement inducteur 102 et lestransis- tors 302 et 303, développant ainsi une force magnéto- motrice Quand le moteur démarre à ce moment, la géné- ratrice est entrainée et une tension alternative de sor- tie est induite dans les enroulements d'induit 101, en fonction de la vitesse de rotation du moteur La tension alternative induite est redressée par un redresseur à deux alternances 2 Si la tension redressée est inférieu- re à une première valeur prédéterminée, une diode Zener 306 reste bloquée car le potentiel au point de division du diviseur de tension constitué par les résistanees 307 et 308 est faible Par conséquent, le courant inducteur continue à tre fourni à l'enroulement inducteur 102 et la tension de sortie de la génératrice 1 augmente avec la vitesse de rotation Quand la tension de sortie de la génératrice 1 dépasse la première valeur prédéter- minée, le potentiel au point de div;ision du diviseur de tension devient plus élevé, jusqu'au moment o la diode Zener 306 est rendue conductrice, de sorte qu'un courant de base est fourni au transistor 305 qui est SR 2121 JP/BL débloqué Sous l'effet du déblocage du transistor 305, les transistors 302 et 303 sont bloqués et interrompent le courant qui circule dans l'enroulement inducteur 102. La tension de sortie de la génératrice 1 commence alors à diminuer Quand la tension de sortie de la génératrice 1 décroît Jusqu'au-dessous de la première valeur prédé- terminée, la diode Zener 306 et-le transistor 305 sont bloqués et les transistors 302 et 303 sont à nouveau dé- bloqués pour exciter l'enroulement inducteur 102 La tension de sortie de la génératrice 1 augmente à nouveau. Ce cycle de fonctionnement est répété pour com- mander la tension de la génératrice 1 de manière qu'elle soit maintenue à la première valeur prédéterminée, afin de charger la batterie d'accumultateurs 4 à cette ten- sion contrblée A ce moment, la tension de sortie à la seconde borne de sortie 202 du redresseur est pratique- ment égale à la première valeur prédéterminée Etant donné qu'il n'y a maintenant pratiquement aucune diffé- rence de potentiel entre la seconde borne de sortie 202 du redresseur et la batterie d'accumulateurs 4, la lampe 6 indicatrice de charge est éteinte indiquant que la batterie"d'accumulateurs 4 est en charge. Dans ce dispositif antérieur, la première, va- leur prédéterminée e -st fixée dans un régulateur de ten- sion 3 et ne peut être modifiée à volonté par l'exté- rieur pour un contrble précis de la tension de sortie de la génératrice en réponse à des conditions dans les- quelles le véhicule automobile circule et à des condi- tions dans lesquelles la batterie d'accumulateurs 4 est chargée. Un dispositif qui commande une génératrice de charge selon un mode de réalisation de l'invention sera maintenant décrit en regard de la Figure 2. Une, génératrice 1 de courant alternatif tri- phasé est installée dans-un véhicule automobile (non représenté), et elle peut Etre entraînée par un moteur à combustion interne (non représenté) La génératrice SR 2121 JP/BL 1 comporte des enroulements d'induit 101 triphasés, connectés en étoile et un enroulement inducteur 102. La tension alternative de sortie de la génératrice 1 est redressée par un redresseur 2 à deux alternances comprenant une première borne de sortie 201, une se- conde borne de sortie 202 et une borne de masse 203. Un régulateur de tension 3 commande la tension de sor- tie de la génératrice 1 de manière qu'elle soit égale à une première valeur déterminée, par la commande du courant inducteur qui circule dans l'enroulement induc- teur 102. Le régulateur de tension 3 comporte une diode anti-surtension 301 connectée au bornes de l'enroulement inducteur 102, deux transistors 302 et 303 de puissance connectés en série Darlington pour établir ou interrom- pre le courant qui circule par l'enroulement inducteur 102, une résistance 304 connectée à la base du transis- tor 303, deux résistances 307 et 308 connectées en série et formant un diviseur de tension et une résistance 309 d'excitation initiale connectée en parallèle avec une lampe 6 indicatrice de charge et fournissant un courant initial d'excitation à la génératrice 1 quand la lampe 6 indicatrice de charge est déconnectée. Le régulateur de tension 3 comporte également un comparateur 310 destiné à com parer la tension divisée de la seconde borne de sortie 202 du redresseur avec une tension de référence pour bloquer et débloquer les tran- sistors Darlington 302 et 303, une borne d'entrée 311 de tension de référence et deux résistances 312 E 313 con- nectées en série, constituant un diviseur de tenson pour la tension de référence Un dispositif 7 de sortie de tension de référence calcule des données d'entrée de différents capteurs et émet un réglage de tension opti- male comme tension de référence pour le régulateur de tension 3, par une borne de sortie 701 de tension de ré- férence La batterie d'accumulateurs 4 à charger est connectée par le commutateur à clé 5 à la lampe 6 indi- catrice deécharge. SR 2121 JP/BL L'appareil ainsi réalisé fonctionne de la ma- nière suivante Quand le commutateur à clé 5 est fer- mé pour démarrer le moteur, un courant inducteur cir- cule dans l'enroulement inducteur 102, dans une boucle comprenant la batterie dl'accumulateurs 4, le comumuta- teur à clé 5, la lampe 6 indicatrice de charge, la résistance 309 d'excitation initiale, t O enroulement inducteur 102 et les transistors 302 et 303 o Une force magnétromotrice est ainsi développée par l'enroulement l O inducteur 102 et en m 9 me temps, la lampe 6 indicatrice de charge est allumée, Quand le moteur démarre à ce mo- ment, la génératrice 1 est entrainée et sa tension de sortie redressée est appliquée à la seconde borne de sortie 202 du redresseurs en fonction de la vitesse de rotation de la génératrice Si la tension V au point de division entre les résistances 307 et 308 dépendant de la tension à la seconde borne de sortie 202 du re- dresseur est inférieure à la tension Vm au point de di- vision entre les résistances 312 et 3 3 dépendant de la tension de référence, la sortie du comparateur 3 X O est bloquée maintenant débloqués les transistors 302 et 303. La tension de sortie de la génératrice 1 continue à augmenter avec sa vitesse J Quand la tension V dépasse la tension Vm quand la vitesse de rotation de la gêné- ratrice 1 augmente encore, la sortie du copparateur 310 est débloquée ce qui bloque 1 les transistors 302 et 303 et le courant qui passait par leenroulement inducteur 102 est coupé de sorte que la tension de-sortie de la génératrice 1 diminue Quand la tension de sortie-de la génératrice 1 passe au-dessous de la tension de ré- férence, le comparateur 310 est bloqué à son tour pour bloquer les transistors 302 e 303, ce qui excite 1 en- roulement inducteur 102 La tension de sortie de la génératrice 1 augmente à nouveau Le cycle ci-dessus est répété pour commander la tension de sortie de la génératrice 1 pour qu'elle soit égale à la tension de référence La batterie d'accumulateurs 4 est ainsi SR 2121 JP/BL chargée par une tension contrôlée A ce moment, la différence de potentiel aux bornes de la lampe i) in- dicatrice de charge décroît pratiquement jusqu'à zéro et par conséquent, cette lampe 6 s'éteint, condition qui indique que la batterie dlaccumulateurs 4 est en charge Dans le présent mode de réalisation, une va- leur de tension de référence fixe est délivrée par le dispositif 7 de sortie de tension de référence à la borne 311 d'entrée de tension de référence, mais un courant fixe pourrait circuler de manière que la ten- sion entre la borne d'entrée 311 de tension de référen- ce et la masse ser- e de tension de référence corres- pondant au courant fixé Avec cette disposition, la tension de référence à la borne d'entrée 311 est égale au produit des valeurs additionnées des résistances 312 et 313 en sétie par le courant fixe. La Fig 3 représente un appareil selon un autre mode de réalisation de l'invention Le régulateur de tension 30 est réalisé de la mme manière que le ré- gulateur de tension 3 de la Fig 2, à l'exception pres que le comparateur 310 est remplacé par une diode Zener 306 et deux diodes 320 et 321 connectées sous la forme d'une porte OU Un dispositif 7 de tension de sortie de référence calcule des données d'entrée à partir de dif- férents capteurs et il émet un réglage de tension opti- male comme une tension de référence par une borne de sortie 701 de tension de référence. Une unité 8 de commutation de commande sert à placer le régulateur de tension 30 sélectivement dans un mode de commande séparée dans laquelle ce régulateur est commandé par des entrées provenant des capteurs et dans un mode de commande automatique dans lequel le régulateur de tension 30 est commandé par une valeur fixe indépendamment des entrées du capteur Plus par- ticulièrement, le régulateur de tension 30 fonctionne dans le mode de commande séparée quand la tension de référence provenant du dispositif 7 de sortie de ten- SR 2121 JP/BL r 7 sion de référence passe au-dessous d'une plage prédé- erminée et dans le mode de commande automatique quand la tension de référence se trouve à l'extérieur de la plage prédéterminée L'unité 8 de commutation de com- mande comporte une borne d'entrée W 801 de tension de référence, une borne de sortie 802 de mode de commande automatique qui passe au niveau bas et qui relie à la masse un point A dans le mode de commande séparée et qui passe au niveau haut et délivre une commande de mode de commande automatique au régulateur de tension 30 dans le mode de commande automatique, et une borne de sortie 803 de mode de commande séparée qui passe au ni- veau bas et relie à la masse un point B dans le mode de commande automatique et qui passe au niveau haut et dé- livre une commande de mode de commande séparée au point B -dans le mode de commande séparée Une unité 9 de com- mande séparée comporte un comparateur 901 qui compare la tension divisée de la seconde borne de sortie 202 du redresseur avec une tension de référence commandée par l'extérieur, et qui commande le régulateur de ten- sion 30 pour connecter et déconnecter l'enroulement in- ducteur 102 dans le mode de commande séparée, une résis- tance 902 connectée à la sortie du comparateur 901, deux résistances 903et 90 o 4, connectées en série formant un diviseur pour la ternsion à la seconde borne de sor- tie 202 du redresseur, deux résistances 905 e L 906 connec- tées en série formant un diviseur pour la-tension de ré- férence et une borne d'entrée 907 de tension de réfé- rence. L'appareil ainsi réalisé fonctionne de la ma- nière suivante Quand le commutateur à clé 5 est fermé pour démarrer le moteur, un courant inducteur passe par l'enroulement inducteur 102 dans une boucle compre- nant la batterie d'accumulateurs 4, le commutateur à clé 5, la lampe 6 indicatrice de charge, la résistance 309 d'excitation initiale, l'enroulement inducteur 102 et les transistors 302 *h 303, produisant ainsi une force SR 2121 JP/BL magnétonotrice et allumant la lampe 6 indicatrice de charge Quand la tension de référence appliquée par le dispositif 7 de sortie de tension de référence se si- tue dans une plage prédéterminée dans l'unité 8 de com- mutation de commande, cette dernière applique un signal de niveau logique bas au point A et un signal de niveau logique haut au point B Le régulateur de tension 30 est maintenant placé dans le mode de commande séparée dans lequel la tension de sortie de la génératrice 1 est comnandéede manière à être égale à la tension de ré- férence qui est commandée par l'extérieur. Si le moteur est démarré à ce moment, la génératrice 1 est alimentée pour induire la tension de sortie redressée à la seconde borne de sortie 202 du re- dresseur en fonction de la vitesse de rotation de la gé- nératrice Lorsque la tension de sortie redressée produi- te est inférieure à la tension de référence, la sortie du comparateur 901 est débloquée Etant donné que les deux points A, B sont à la masses le transistor 305 ne reçoit pas de courant de base et il est donc bloqué Quand le transistor 305 est bloqué, les transistors 302 et 303 reçoivent un courant de base par la résistance 304 et sont donc débloqués Il en résulte que la tension de sor- tie de la génératrice 1 continue à augmenter avec sa vitesse de rotation Quand la tension à la seconde borne de sortie 202 du redresseur dépasse la tension de réfé- rence quand la vitesse de la génératrice 1 augmente, le comparateur 901 est bloqué Le transistor 305 est main- tenant débloqué car il reçoit un courant de base par la résistance 902, la diode 320 et la diode Zener 306 Les transistors 302 et 303 sont alors bloqués et le courant qui passait par l'enroulement inducteur 102 est interrom- pu par la diode 301 En meme temps, la tension de sortie de la génératrice 1 diminue au-dessous de la tension de référence de sorte que le comparateur 901 est à nouveau débloqué et que les transistors 302 et 303 sont conducteurs. L'enroulement inducteur 102 est à nouveau excité pour SR 2121 JP/BL permettre que la tension de sortie de la génératrice 1 augmente Ce cycle de fonctionnement est répété pour commander la tension de sortie de la génératrice 1 afin qu' elle soit égale à la tension de référence O A ce mo- ment, la lampe 6 indicatrice de charge est éteinte car la différence de tension àases bornes est Dratiruement nulle indiquant que labatterie Cl accumulateurs 4 est en charge s' il arrive que la tension de référence prove- nant du dispositif 7 de sortie de tension de référence se situe à l'extérieur de la plage effective de tension prédéterminée en raison d'un dérangement du dispositif 7 de sortie de tension de référence ou deune déonnexion de la borne d'entrée 907 de tension de référence, 19 uni- té 8 de commutation de commande délivre un signal de ri- veau haut au point A et un signal de niveau bas au point B 3, plaçant le régulateur de tension 30 dans le mode de commande automatique O La suite du fonoctionnement est la m 9 me que celle du dispositif courant de la Figure 1 et ne sera donc pas décrite. Dans ce mode de réalisation 1 la tension de ré- férence 6 est appliquée par le dispositif 7 de sortie de tension de référence à la borne d' entrée 907 de ten- sion de référence de l unité 9 de commande séparée mais un courant fixe pourrait passer pour produire une tension entre la borne déentrée 907 de tension de référence et la masse, cette tension servrant de tension de référence- correspondant au courant fixe ainsi appliquéo A ce mo- ment, la tension de référence à la borne d'entrée 907 de tension de référence est égale au produit des valeurs additionnées des résistances 905 et 906 en série par le courant fixe. Grâce à la disposition selon Ilinvention, telle que décrite ci-dessus, la tension de sortie de la géné- ratrice est commandée pour gtre égale à une tension de référence qui est commandée de 11 extérieur, au moyen d'une tension fixe correspondante ou d'un courant fixe appliqué au dispositif de sortie de tension de référence. SR 2121 JP/BL La tension de sortie de la pénératrice de charge peut ttre commandée a la valeur voulue dtablie par des en- trées provenant de différents capteurs, comme par exem- ple un capteur de vitesse de véhicule et un capteur qui détecte les cas dans lesquels la batterie d'accumula- teurs 4 est chargée Ainsi, Ia géndratrice de charge peut ttre soumise à une commande precise, comparative- ment avec un dispositif antérieur dans lequel la premiè- re valeur prédéterminée est établie de façon fixe dans le régulateur de tension. Bien entendu, de nombreuses modifications peu- vent être apportées aux modes de réalisation décrits et illustrés à titre d'exemples nullement limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. SR 2121 JP/BL REVEN DICATI O O S 1 Appareil de commande d'une génératrice de charge ( 1) comportant des enroulements d'induit ( 101) et un enroulement inducteur ( 102) pour charger une bat- terie d'accumulateurs ( 4), appareil caractérisé en ce qu'il comporte un redresseur ( 2) destiné à redresser une tension alternative de sortie induite dans les en- roulements induits en une tension de sortie continue pour charger la batterie d'accumulateurs, un régulateur de tension ( 3) destiné à établir et à interrompre un courant circulant dans l'enroulement inducteur de la génératrice de charge pour commander la tension de sor- tie de cette génératrice de charge afin de la maintenir à une tension i référence, et un dispositif ( 7) de sor- tie de tension de référence destiné à commander une ten- sion de référence extérieure voulue pour ledit régula- teur de tension. 2 Appareil selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que ledit dispositif ( 7) de sortie de tension de référence permet de régler ladite tension de réfé- rence pourledit régulateur de tension avec une tension ou un courant fixé déterminé par des entrées provenant de capteurs qui indiquent une condition sous laquelle hicule en combina la génératrice de charge un véhicule en combinaison avec la génératrice de charge fonctionne et une condition dans laquelle la batterie d'accumrulateurs est chargée. 3 Appareil selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ledit régulateur de tension ( 3) comporte un transistor ( 302, 303) destiné à commander la cônduc- tion de l'enroulement inducteur de la génératrice de charge et un comparateur ( 310) destiné à comparer la tension de sortie de la génératrice de charge avec la tension de référence et produisant un signal de sortie pour bloquer et débloquer ledit transistor. 4 Appareil selon la revendication 1 caracté- risé en ce que ledit régulateur de tension ( 3) est cotr- SR 2121 JP/BL mandé par ladite tension de référence commandée exté- rieuremrent quand cette dernière se situe dans une plage de tension prédéterminée. Appareil selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ledit régulateur de tension ( 3) est com- mandé par une valeur fixe en elle-rmnme quand ladite ten- sion de référence commandée extérieurement se situe à l'extérieur d'une plage de tension prédéterminée. 6 Appareil selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ledit régulateur de tension ( 3) est com- mandé par ladite tension de référence commandée exté- rieurement lorsqu'elle se situe dans uneplage de tension prédéterminée et par une valeur fixée en elle-mnme quand ladite tension de référence commandée extérieurement se situe à l'extérieur d'une plage de tension prédéterminée. 7 Appareil de commnande d'une génératrice de charge ( 1) comportant des enroulements d'induit (lo) et un enroulement inducteur ( 102) et destinée à charger une batterie d'accumulseurs ( 4), appareil caractérisé en ce qu'il comporte un redresseur ( 2) destiné à redresser une tension alternative de sortie induite dans les enroule- ments d'induit, en une tension de sortie continue pour charger la batterie d'accumulateurs, un régulateur de tension ( 30 O) destinéà établir et à interrompre un cou- rant circulant dans l'enroulement d'inducteur de la génératrice de charge afin de commander la tension de sortie de la génératrice de charge pour qu' elle soit égale à une première valeur prédéterminée dans un mode de commande automatique, et pour qu'elle soit égale à une tension de référence commandée extérieurement lors- qu'elle se trouve dans un mode de commande séparé, une unité ( 9) de commande séparée destinée à éta Dlir et à interrompre le courant circulant dans l'enroulement in- ducteur, dans le mode de commande séparé, un dispositif ( 7) de sortie de tension de référence destiné à commander une tension de référence extérieure pour ladite unité de commande séparée, et une unité de commutation de comn- SR 2121 JP/BL mande( 8) destinée à placer ledit régulateur de tension dans le mode de commande séparée quand ladite tension de référence commandée extérieurement se situe dans une plage de tension prédéterminée et dans le mode de commande automatique quand ladite tension de référence cormandée extérieurement se situe à l extérieur de la- dite plage de tension prédéterminée. 8 Appareil selon la revendication 79 carac- térisé en ce que ledit régulateur de tension( 30) com- porte un transistor ( 302, 303) destiné à commander la conduction de l'enroulement inducteur de la génératrice de charges ladite unité de comiande séparée comprenant un comparateur ( 901) destine à comparer la tension de sortie de la génératrice de charge avec la tension de référence commandée extérieurement, et produisant une tension de sortie pour bloquer et débloquer ledit tran- sistor dans ledit régulateur de tension O 9 Appareil selon la revendication 1 carac- térisé en ce que ledit dispositif ( 7) de sortie de ten- sion de référence permet de régler ladite tension de ré- férence pour ladite unité de commande séparée avec une tension ou un courant fixe déterminé par des entrées provenant de capteurs qui indiquent une condition dans laquelle un véhicule en combinaison avec le générateur de charge fonctionne et une condition dans laquelle la batterie d 8 accumulateur est chargée. SR 2121 JP/BL