Brevet FR2525039A1 — publié le 19831014

Dispositif de coinsiande d' un circuit de charge de batterie d'accumulateurs d'un véhicule La présente invention concerne un dispositif des- tine & commander un circuit de charge comprenant une gé- nératrice entrainée par le moteur à combustion interne d'un véhicule. Les dispositifs courants destinés à corminander les circuits de charge de véhicule sont réalisés de manière que la tension avec laquelle la batterie d'accumulateurs du véhicule est chargée soit généralement commandée à un niveau prédéterminé par un régulateur de tension couplé avec une génératrice entrainée par Le moteur à combustion interne Le régulateur de tension peut comporter un cir- cuit de compensation de température destiné à compenser les variations en fonction de la température des caracté- ristiques de charge de la batterie d'accur ulateurs Dans de nombreux cas, le niveau de tension préréglé est colupen- sé en température avec un gradient de température négatif par rapport aux variations de température ambiante autour du régulateur de tension, apportant ainsi une correction relative de température en fonction des caractéristiques de charge da la batterie d'accumulateurs. La batterie d'accumulateurs et le régulateur de tension ont des caractéristiques thermiques très diffé- rentes et sont disposés dans des endroits différents. Cela tend à nuire à la corrélation entre leurs variations _ de température de sorte qu'il est difficile de contrôler la tension de sortie de la génératrice de manière à cor- respondre avec la tension optimale de charge de La oatte- rie d'accumulateurs En outre, étant donné que la téné- ratrice est entratnée par un moteur à combustion interne il est difficile de changer par une approche extérieure le réglage de la tension aux bornes de la batterie de,ia- nière à réduire la charge du moteur à como Dustion interne quand Le véhicule accélère ou ra Lentit,es caractf 3 risti- ques de charge de la batterie d'accumu Lateurs sont éra Le- ment variables sous L'effet des variations de sa résis- tance interne en utilisation Par conséquent, une compen- sation complite n'est pas possible sur la base de carac- téristiques de temperature qui ont été fixées par avance. Il serait extrêimement difficile d'effectuer un co:ntr 5 le optimal du circuit de charge de manielre à répondre aux caractéristiques de différents types de véhicu Le et de leurs configurations de marche. invention a donc été proposée pour résoudre les problèmes antérieurs décrits ci-dessus Un objet de l'invention est de proposer un dispositif destiné à com- mander le circuit de charge d' un véhicule par détection ou lecture de la condition de marche du moteur à combus- tion interne et les conditions de diffétentes parties du circuit de charge à des intervalles prédéterminés, à ef- fectuer des opérations arithmétiques prédéterminées pour excercer une commande optimale sur le moteur à combustion interne et le circuit de charge et à diagnostiquer la con- dition du circuit de charge et à indiquer le diagnostic effectué sur le circuit de charge. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention apparattront au cours de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se ré- férant aux dessins annexés sur lesquels: La Figure 1 est un schéma simplifié d' un dispo- sitif de commande d' un circuit de charge selon un mode de réalisation de l'invention. La Figure 2 est un schéma d'un régu Lateur de tension du dispositif de la Figure 1, et les Figures 3 et 4, j et 6 sont des scheémas simpli:liés de dispositifs de commande de circuit de charg e selon d'autres,,odes de réalisation de l'invention. La Figure 1 représente donc un génératcur al- ternatif triphasé 1 entralné par un moteux à combustion interne Lt, avec des eprou Le:1 ents d'inçiuit triphasos t O 1 connectés en étoile, un enroulement inducteur 102 et un point neutre 103 duquet peuvent être préLevées des infor- 3 2525039 mations sur la tension produite l,a sortie alternative de la génératrice 1 est redressée par un redresseur 2 à deux a Lterxances comportant des première et seconde sorties 201, 202 et une borne de mlasse 203 La tension de sortie de la génératrice 1 est comwandée & un niveau prédéteriiiné par un régu Lateur de tension 3, par la com-: mande du courant inducteur qui circule dans l'enroulement inducteur LO 2 Le régulateur de tension comporte une borne 301 d'excitation initiale, une borne 302 de détec- tion de tension, une borne 303 d'enroulement inducteur, une borne de masse 304 et une borne 305 de commande ex- térieure. La Figure 2 est un schéma détaillé du régula- teur de tension 3 Ce deirnier comporte des diodes 3 Oo, 314, des transistors 307, 308, des résistances 309, 311, :312, 303 et un comparateur 310 Sur la Figure 1, la ré- férence 4 désigne une batterie ordinaire d'accumulateurs destinée au véhicule et la référence 5 un contact action- né par une clé. Un fnicrocalculateur 6 destiné à comlaiander le circuit de charge peut effectuer des opérations arithiné- tiques prédéterminées sur la base de l 'un au noins d'un certain nombre d' éléments d'informations, comprenant des informations fournies par le rticroca Lculateur 8 de corm- a Mande de moteur (décrit par la suite), des informations sur la tension de bornes de la batterie d'accumulateurs 4 et des informations sur la tension produite, de tiani Oire à produire un signal de référence de commande extérieure destiné à rigler par l'extérieur la tension de conlmmande JO du régulateur de tension 3;e microcalculateur ( sert éga Lement à diagnostiquer Le circuit de charge en ce qui concerne ses dérangemlents sur ta b)ase d' ini'ormtation-s con- cernant la tension au point neutre 103,et pour:indiquër ce diagnostic sur une unité d'indicateur 7 Le titicrocalculta- teur 6 comporte une entrée)01 destinée à recevoir La ten- sion aux cornes de la batterie 4, une entrée o:02 pour rece- lecevoir La tension à la seconde sortie 202, une sortie 003 poux, émlettre 1-e signa L de réfé'rence de comiuiarde extérieure, une e-n-tr 6 e 6 -04 pour recevoir a tension du point neutre 10,3, ure e;-Jtr 6 p î 605 pour recevoir des informations proven-ant du microca Lcu Lateur de cor itiande de moteur Fr et une sortiet,0 pour dé livrer un signai. à Il'unît( d'i-ndicate-ur 7. Ie t-,icrocalcu Latour 8 de commande de imoteur comporte une entrée 801 de siegnal_ de capteur destinée à recevoir un signal provenant de la sorti Le 901 d'un capteur 9 qui détecte les conditions de f'oinctîonnet ieiit du wotour à coimb-ust-ioi interne Il Un sga de sortie indiquant 'te résultat dl un traitement prèdéteriuinté du signai de capteur est fourni par une sortie 802 de sig- nai de commrande du microcalculateur i de comwande de wo- teur à une entrée i-LI d'un dispositif d'actionnement 10. Le inicrocaicutateur 8 de commande de moteur comporte également une sortie d'i;n 2 orniation O pour délivrer des in 2 o'rtiationis au microcalcu Lateur 6 Le dispositîv" d'lactionnement 10 réagit au signal de conwiande prove- nant du r iicroca-1 culat Leur ?i de co-mmande de rm-oteur en at- taquant une soupape de com; ande d'injection de combfus- tible et une soup-fltap e de co ir tande d' air Par exeim Pte, Pour contribler les conditions de fonctionnement du moteure il. Les rmiîcroca Lcu La teurs 5, contiennent des convertisseurs analogiquesnumériques pour recevoir les sienaux a-nii Lo',iaues Si des calculateurs sans convertis- seur anial opique -fum:é que sont utilisês, des convertis- seurs de ce genre doivent -leur êntre connectés commie clos -30 Lefntonctdu dispositif' se Lon l'iniven- tion ai;si éls sera n;iaintenant décrit Quand 1 c; con- tact 5 'anuvepar une clé' est fermé au déuî arra 2 re du i:ioteur i', un courant' iri ti E 7 n L déecitlation circu Lc de-' p_:uis l a b)atterie d' accu; iu_a 1 teurs 41 par le contact j La 3 5 borne 3101 d'lexcitation initiale et La borne 3021 Qe dé tectiovn de tersioi da rd ul ateur de te 1-ts-ioit 3, t' errou- Lezie;is inductoui, 102, La borne d'o enrou Le- iei-t inductetur 303 et la borne de miasse '304 du rérulateur 3 vers la masse L'enroulement inducteur ú 02 ainsi excité produit une force magneétomotrice. Plus particulièrement, cormme te montre la Iig 2, Le courant d'excitation initial circule depuis la borne 301, par la diode 314 et la résistance 313 vers la-borne 302 Le courant d' excitation initiale circule ensuite par l'enroulement inducteur 102 vers la borne 303, à partir de laquelle le courant passe par le transistor 307 et la borne 304, vers la masse Si ta tension à la borne 302 augmente Ou si la tension à la borne 305 diminue, la sor- tie du comparateur 310 est inversée de sorte que les tran- sistors 308, 307 deviennent successivement bloqués Par conséquent, La connexion entre les bornes 303, 304 est coupée. En même temips que te contact à clé 5 est fermé, les microcalculateurs 6, 8,l'unité d'indicateur 7, le cap- teur 9 et le dispositif d'actionnement 10 reçoivent une tension d'alimentation prescrite provenant de la: batterie 4 et commencent à fonctionner Immédiatement apres la fer- mneture du contact à clé 5, le capteur 9 détecte les condi- tions du moteur 11 comme la température, le niveau d'eau et autre et introduit les éléments correspondants d'infor- mations dans le calculateur 8 de commande de moteur Ce dernier réagit aux éléments d'informations fournis par le capteur 9 en effectuant des opérations arithmétiques prédéterminées sur les éléments d'inforwuations fournis pour en déduire un rapport optimal air-combustible au dé- marrage du moteur l et pour émettre des données sur le rapport optimal air-combustible vers le dispositif' d'ac- tionnement 10 lle microcalcu Lateui' F de commande de moteur fournit également des informations représentant la condi- tion du moteur 11 par la borne de sortie d'informations PF 03 vers le icrocalculateur o Ce dernier effectue des opérations arithmétiques prescrites sur la base des di f- férents éléments d'informations fournis aux bornes o 01, 602, 504, 605 et il émet par La borne 603 un siú nal qui à détermine un réglage pour le régulateur de tension j afin d'obtenir les conditions optimales au démarrage du moteur 11. Quand Le moteur 11 coummence à fonctionner à la suite d tune opération de démarrage, -La génératrice 1 est entraînée par Le moteur 11, de sorte que des tensions at- ternative sont induites aux bornes des enroulemonts d'in- duit 101, en fonction de la vitesse de rotation de la génératrice Les tensions alternatives ainsi produites sont alors redressées par 'Le redresseur 2 à deux alternan- ces Le microcalculateur 6 ( commande Le courant inducteur qui circule dans l'enroulement inducteur 102 afin d'amener la tension de sortie redressée à une valeur prescrite. Plus particulièrement, le microcalcu Lateur 6 effectue des opérations arithmétiques prédéterminèes sur des informa- tions du Mioteur provenant du calcul ateur 8 de cotamrande de loteur et différents éléments dknformations indiquant les conditions de parties du circuit de charge Ainsi, le micro- calculateur 6 délivre une tension de référence pour régler la tension optimale au moteur et au circuit de charge à La borne 603 pour la borne 305 de commande extérieure du ré- gulateur de tension 3 La tension à ia borne 305 est compa- rée avec la tension de charge par le comparateur 310 (iîg. 2) et les transistors 308, 307 sont co mmandés par le résu L- tat de cette comparaison pour contrâl er le courant induc- teur qui circu Le dans l'enroulement inducteur 102. -e microcaicul-teur 6 peut également diagnostiquer différents dérangements du circuit de charge, par exemple une surtension, aucune production de tension et une rupture de câblape dans la carrosserie. Le diagnostic de dérangement se fait de la façon suivante: Q uand le microca Lculateur com;mlence à fonction- ner en réponse à La fermeture du contact à clé 5, ce wicro- calculateur 6 fonctionne cyc Liquetilent pour convertir les sigr aux analogiques des bornes O ol, 6 '2, 604 en des signaux nuw:iriques et i L compare ces signaux numériques avec des valeurs;iedzlorisees dans une-me 4 imoire du:,icrocaiculateur -. Si le résultat de cette comparaison indique une condition de dérangemnent, un signal de d 6 ranwement codé est app Li- qué à l'unité d'indicateur 7 Cette dernière réagit au signal du microcalculatcur 6 en indiquant de façon visi- ble le diagnostic de dérangeiiient avec un chiffre ou carac- tère, ou de façon audible avec des sons ou de la parole synthétique. Dans ce mode de réalisation, les informations concernant la tension produite sont prélevées au point neutre 103 des enroulements d'induit o 101, mais elles peu- vent tre prélevées de façon similaire à la seconde tortie 202 du redresseur ou 'à La sortie de chaque enrou Lement d' induit L O o. Dan S un autre mode de réalisation représenté sur la Figure 3, un capteur 12 de courant de sortie est ajouté au circuit représenté sur la Fig 1 Quand Le contact à clé 5 est fermé, une tension dtalitnentation pres- crite est fournie au capteur 12 de courant de sortie qui comlnmence alors à fonctionner Ce capteur 12 détecte le courant de sortie qui circule depuis le redresseur 2 vers la batterie 4 et ili délivre un signal de détection à une sortie 121 L vers une entrée bo 00 o du calculateur 6. La Figure 4 représente un autre mode encore de réalisation dans Leque L un capteur ll 3 de courant à la batterie est ajouté au dispositif de la Figure 1 Le cap- teur 13 de courant à La batterie détecte le courant qui circule par une borne de la batterie d'accumulateurs 4 et il dérive un signal de détection par une sortie 131 vers une entrée)u Oa du calculateurv o Dans le mode de jo réalisation de La Figure 4, les informations concernant la tension produite sont prises a la seconde sortie 202 du redresseur 2. La Pirure 5 représente un circuit se on un autre miode de réa Lisation; dans Leque L un capteur de bat- j terie 14 est ajouté au dispositif de ila l'i ure 1 ne cap- teur de batterie 14 sert àa détecter la temp 6 ratu&e, -t. poids spécifique, l'acidit' ou simitaire d'un électro Lyte dans la batterie 4 et il émet UT, signral éLectrique indi- quant la quantité d 6 itectoe par une oorne de sortie I 31 vers une entré lobdu wicroea Lcu Lteur 6. Comin e _c hontre La Yiur une Laiîupe Indica- -5 trice lfi peut être prévue oz indiquer La condi tin) (le charpze deta batterie d'accu-liuiatoui-s 4. Avec la présente invention telle qu'e L 1 Le a été décrite ci-dessus, des in'foi L lationis cocrat Le moteur, cies no;:tos concernant les courants de charge et G de décharge cde la batterie d' accuniulatte:urs, des inforitiationis concernant lateso atux, bornes dte la batterice d'accuhlu- lateurs et des nomtos concerniant la tensions pr-odui-i z par lagnératrice sont Lues à des intervalles cycliques prescrits dans lte u icrocalculateur de coiimiande de iîoteur et i Lc iciroca Leu-Late:ur de cor-imande de circuit de charge. Sur la base des résultats d'opérationsarithmétiques péé terminées effectuées par les mioirocalculateurs, le vimoteur à comb usti on interne et la génératrice petvent eêtre_ co-:iian- dés pour ttre amenés el-, temtps réel dans des conditioins 2-0 optimiales ies performances du moteur a combriustion internse et son iécono-rile de combustiuîe peuvent être aỉà Liorées tandis qu' en re teiips le circuit de charge peut A-tre contrèlé pour fonctionner de façon stable Par ailleurs, les conditions de fonction nemient de diff 6 renltes paxties du circuit, peuvent être cortrb Ié_es et, des dér'-aiigements diagnostiqués peuvrent être indiqués Cela permet une com- miande stai Le et un ertretien faci Le du circuit de cha-r Ue. 9 2525039 li EVIDY ATI ON S 1 Dispositif de cormaiance d' un circuit de charge de batterie d'accu,::u-ateurs de véhicule, comipre- nant une génératrice ( 1) entra Inde par un iioteur ( 11) à combustion interne, un rt>-utateur de tension ( 3) pour commander ladite génératrice afin d'a mener sa sortie al- ternative en accord avec une valeur prescrite basée sur une tension de référence et une batterie d'accumulateurs ( 4) pouvant être chargée par une sortie continue d un re- dresseur ( 2), dispositif caractérise en ce qu'il comporte un captour ( 9) destiné à détecter des informations sur Le moteur, un microcalculateur ( 8) de commiande de moteur réa- rissant à un signal d'information provenant dudit capteu- en effectuant une opération arithmétique sur le signal d'informations pour émettre un signal de commande donnant des conditions optima Les de fonctionnement du mot-ceur, un nicrocalculateur ( 0) de comni;arde de circuit de charge des- tiné à Lire un signal de sortie dudit microca Lcutateur de commrande de moteur et des signaux indiquant desconditions en plusieurs positions dudit circuit de chargte afin d'ef- fectuer des opérations arith:aétiques prescrites sur Les signaux ainsi lus, pour assurer une commande optimale et optimiser La tension de référence. 2 Dispesitif selon La revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comporte en outre un capteur ( 12) de 2 j courant de sortie destiné à détecter un courant qui cir- cule dans une ligne reliant ledit redresseur et Ladite batterie d'accuimulateurs. 3 Dispositif selon la revendication 1, carac t 6 risé er ce qu'i L comporte en outre un capteu-ur de batte- rie ( 13) destiné à détecter un courant qui circule par une borne de ladite batterie d'accutmuateurs. 4 D)ispositif se Lon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comporte en outre un capteur de b Datte- rie ( 14) destiné à détecter une condition éLectrocliitique de ladite batterie d'accumulateurs. Dispositif selo ila revendication 1, carac- t 6 risé en ce qu'il comporte en outre une ta,,ipe indicatrice (l 5) pour indiquer La condition de charge de ladite bat- terie d' accumulateurs. c Dispositi 2 se Lon la revendication 1, carac- térisé on ce que Ledit -:ic rocai-cula teur (O) de coia:mlinde de circuit de charge effectue en outre une opération de diag- nostic du circuit de char'e, un dispositif indicateur ( 7) indiquant les résultats de Ladite opr Jration de diagnostic. 7 Dispositif se Lon La revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comporte en outre un dispositif ( 1 O)de com- viande du rapport air-combustible qui fonctionne en réponse audit signal de coimtiande éi-,is par ledit microcalculateur ( 8) de commande de moteur. 8 Dispositif selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que ledit régulateur (j) comporte un c oiïtparateur ( 310) pour commander la valeur de ladite valeur prescrite, un signal de tension de référence pour ledit calculateur étant fourni par ledit tkicrocalculateur de commande de cir- cuit de charg c.