Brevet FR2534736A1 — publié le 19840420

Installation pour la mise en circuit séquentielle d'au moins deux éléments constitutifs accumulateurs de puis sance ". L'invention concerne une installation pour la commutation séquenti-elle d'au moins deux éléments constitutifs accumulateurs de puissance. I1 est connu que, lors de la mise en circuit ou hors circuit d'éléments constitutifs accumulateurs de puissance, c'est-a-dire d'éléments constitutifs inductifs ou capacitifs, l'énergie à emmagasiner ou bien emmagas-inée dans l'élément constitutif doit tout d'abord être accumulée ou bien évacuée. Cela signifie qu'une mise en circuit, ou une mise hors circuit, complète de l'élémen-t constitutif considéré n'est possible qu'après un certain temps qui dépend de la constante de tempos du circuit de commutation. Si cet élément constitutif est alors utilisé pour actionner indirectement d'autres moyens de commutation, il intervient, entre l'ordre de mise en circuit et le processus de commutation proprement dit, un temps mort qui, dans de nombreux cas d'application, est gênant. Cela se produit par exemple sur des soupapes magnétiques dans des ensembles hydrauliques de véhicules auto- mobiles, car, dans de telles soupapes magnétiques, le champ magnétique dans la bobine d'excitation de la sou-pape magnétique doit tout d'abord être établi ou bien annulé. La fonction hydraulique qui doit être commutée par la soupape magnétique est ainsi déclenchée avec retard par rapport à l'ordre de commutation électrique. Dans le cas de l'application précitée dans des véhicules automobiles, cela peut être particulièrement gênant lorsque des fonctions de commutation hydrauliques doivent être établies en succession directe dans le temps les unes après les autres. Ceci est par exemple le cas dans un système antiblocage, dans lequel des phases successives de montée en pression, de maintien de la pression à un niveau constant, et d'abaissement de la pression, doivent être établies, et que des opérations de régulation se déroulant de cette manière, doivent être commandées à plusieurs reprises les unes après les autres avec une succession dans le temps particulièrement rapide. Un autre exemple est constitué par les boltes de vitesses automatiques dans des véhicules automobiles, dans lesquelles la commutation d'une vitesse sur une autre est également assurée par commutation de soupapes magnétiques. L'installation conforme à l'invention est caractérisée en ce que, lors de la mise hors circuit de l'un des éléments constitutifs, l'énergie emmagasinée par cet élément est dérivée pour pré-exciter l'autre élément constitutif. Cette installation présente l'avantage que, lors de la commutation d'un élément constitutif emmagasinant de la puissance sur un autre élément constitutif emmagasinant de la puissance, il ne se produit pratiquement aucune interruption de la commutation. Grâce aux dispositions exposées ci-après, des perfectionnements avantageux de l'installation ainsi définie, peuvent être envisagés. Ainsi, l'installation conforme à l'invention convient particulièrement pour des systèmes anti-blocage, et des boites de vitesses automatiques dans les véhicules automobiles, car à l'aide de ces installations, des séquences de commutation précises et se succédant rapidement de soupapes magnétiques, sont possibles. Dans le cas d'ensembles hydrauliques avec notamment des exigences de sécurité élevées, cela est particulièrement avantageux, car il ne peut pas survenir d'états intermédiaires indéfinis. Conformément à l'invention, une succession de commutations particulièrement précise dans -le temps est obtenue en utilisant des transistors de commutation pour la mise en circuit et la mise hors circuit ainsi que pour l'évacuation de l'énergie emmagasinée. Une construction très simple, notamment une réduction des ordres de commutation, est obtenue en ce que, selon une autre forme de réalisation de l'invention, une partie des transistors est remplacée par des-diodes. D'autres avantages découlent de la description et des dessins- annexés, dans lesquels - la figure 1 est un schéma de montage d'une première forme de réalisation d'une installation conforme à l'invention, - les figures 2a à 2g sont des diagrammes en fonction du temps de signaux de commutation ou d'évolution du courante l'installation selon la figure 1, - la figure 3 est un schéma d'un montage d'une seconde forme de réalisation d'une installation conforme à l'invention, - la figure 4 est un schéma de montage d'une autre forme de réalisation d'une installation conforme à l'invention, - les figures 5a à 5f sont des diagrammes en fonction du temps de signaux de commutation ou d'évolution du courant de l'installation selon la figure 4. Sur la figure 1,. la référence 1 désigne un appareil électronique de commande, de préférence un système anti blocage ABS, ou bien une commande électronique de boite de vitesses d'un véhicule automobile. Entre un conducteur d'alimentation 10 et un conducteur de masse 11, sont branchés, d'une part, le montage en série d'un transistor de commutation 12, d'une bobine d'excitation 13 d'une première soupape magnétique, ainsi qu'un second transistor de commutation, et, d'autre part, le montage en série d'un transistor de commutation 17, d'une bobine d'excitation 18 d'une seconde soupape magnétique, ainsi qu'un second transistor de commutation 19. Les transistors de commutation 12, 14 comportent des électrodes de commande 15, 16 et les transistors de commutation 17, 19 comportent des électrodes de commande 20, 21. L'extrémité de la bobine 13 tournée vers le conducteur d'alimentation 10 est reliée, par l'intermédiaire d'un transistor de commutation 22, avec l'extrémité de la bobine d'excitation 18 tournée vers le conducteur de masse 11, tandis que, de façon correspondante, les extrémités opposées des bobines 13, 18, sont reliées de façon croisée avec un transistor de commutation 24. Les transistors de commutation 22, 24 comportent des électrodes de commande 23 ou 25. Les électrodes de commande 15, 16, 20, 21, 22, 24 sont reliées à l'appareil de commande 1. La tension d'alimentation est désignée par B le le courant traversant la bobine 13 par I13 et le courant traversant la bobine 18 par I18. Sur les figures 2a à 2f sont reportées les tensions 15 U16, U20, U21, U23, U25 en fonction du temps ; ces tension-s de commande étant celles appliquées aux électrodes de commande munies d'un index correspondant des transistors de commutation 12, 14, 17, 19, 22, 24. La figure 2g indique par contre le courant I13 ou bien 118 en fonction du temps t. Le mode de fonctionnement du circuit représenté sur la figure 1, est décrit ci-après en se référant à la figure 2. A l'instant t0, les transistors 12 et 14 sontmis en circuit par l'intermédiaire de U1S et U16 de telle sorte qu'un courant I13 crot exponentiellement à travers la bobine 13. Lorsqu'une valeur prédéterminée du courant 113 est est atteinte à l'instant tl, le transistor 14 est coupé par l'intermédiaire de U16, et simultanément les transistors 24 et 19 sont mis en circuit par l'intermé 2l 25 diaire de U21 et U25. De ce fait, le courant I13 ne tra- verse plus le transistor 14 mais au contraire le transis tor 24, la bobine 18 et le transistor 19 vers la masse. En conséquence, l'énergie emmagasinée devant être évacuée lors de la mise hors circuit de la bobine 13 est dérivée, par l'intermédiaire du transistor 24, pour pré-exciter la bobine 18 devant être mise en circuit à la suite. Cet état de pré-excitation se maintient pendant un laps de temps lt jusqu'à ce que, à 1-' instant t2, les transistors 12 et 24 soient mis hors circuit par l'inter médiaire de U15 et U25 et que, par l'intermédiaire de U20, le transistor 17 soit mis en circuit. Désormais, la bobine 18 est placée, par l'intermédiaire des transistors 17 et 19, entre la tension de fonctionnement + UB et la masse, et le courant 118 croît à partir de la valeur prise après la fin de la pré-excitation à la valeur terminale obtenue à l'instant t3. Le fonctionnement ci-dessus -décrit des éléments de commutation se répète désormais en succes sions opposées, de telle sorte que la bobine 13 pendant un laps de temps d 2t qui dure Jusqu'à l'instant t4, est 2 t4, pré-excitée. De façon correspondante, dans l'opération de com mutation suivante entre t5 et t6, pendant un laps de temps i93t, la bobine 18 est à nQuveau pré-excitée, et ainsi de suite. Comme on peut le voir sur la figure 2, il s'ins taure alors un mode de fonctionnement quasi chevauchant des bobines 13 et 18, la représentation en fonction du temps sur la figure 2g n'ayant bien entendu pas besoin d'être à l'échelle. Il va en outre de soi que pendant les intervalles de pré-excitation t lt, t 2t, t 3t, d'autres constantes de temps agissent que pendant la commutation directe des bobines 13, 18 entre les conducteurs 10 et 11. Comme on le voit en outre sur les figures 2a à 2f, les signaux de commande U15 à U25 évoluent périodiquement après la mise en oscillation du système et peuvent être dérivés de façon simple, à partir d'une fréquence commune de base, par décalage de phases et raccourcissement des impulsions. I1 est toutefois également possible, dans une autre forme de l'invention, d'utiliser une commande simplifiée comme le montre la figure 3. Dans la forme de réalisation selon la figure 3, les transistors de- commutation 12, 17, 22, 24 selon la figure 1, sont remplacés par des diodes 30, 31, 32, 33, tandis que les autres éléments constitutifs sont identiques et sont munis des mêmes références que dans la figure 1. Dans le cas du branchement selon la figure 3, les transistors 16, 21 sont commandés en opposition de phases, ctest-à-dire que, lors de la mise hors circuit du transistor 14, le transistor 19 est simultanément mis en circuit. L'énergie emmagasinée dans la bobine 13 s'écoule alors sous la forme d'un courant, par l'intermédiaire de la diode 33, de la bobine 28 et du transistor 19, à la masse, jusqu'a ce que le potentiel de collecteur du transistor 14 soit supérieur à la tension d'alimentation +UB déduction faite de la tension de passage de la diode 30. Il va de soi dans ce cas, que les diodes 30 à 33 doivent être des diodes avec un faible temps de rétablissement en retour, et que la tension de saturation collecteur-émetteur des transistors 14 et 19 doit être inférieure à la tension de passage des diodes 32 et 33. Dans un autre exemple de réalisation selon la figure 4, on utilise une combinaison des branchements selon la figure 1 et selon la figure 3. Les bobines 13, 18 sont, de façon correspondante au branchement selon la figure 3, connectées en série avec les diodes 30, 31, ou bien les transistors de commutation 14, 19. Toutefois, les points de jonction des bobines 13, 18 avec les diodes 30, 31 ne sont pas branchés par l'intermédiaire d'autres diodes. Ces points de jonction sont au contraire reliés ensemble par l'intermédiaire du montage en série de deux transistors de commutation 40, 42 avec les bornes de commande respectivement associées 41, 43, le point de jonction des transistors de commutation 40, 42 aboutissant à un autre point de jonction de deux diodes 45, 46, qui sont raccordées aux extrémités opposées des bobines 13, 18. Ce point de jonction commun des éléments 40, 42, 45, 46 est finalement raccordé, par l'intermédiaire d'un condensateur 44, au conducteur de masse 11. Comme cela ressort des diagrammes en fonction du temps selon les figures 5a et 5b, les transistors de commutation 14, 19 sont commandés en opposition de phases. Les transistors de commutation 40, 42 placés dans la branche transversale ne sont par contre actionnés qu'un court instant lors de la commutation, comme le montrent les figures 5c et 5d. I1 en résulte, sur le condensateur 44, une surélévation régulière de la tension, comme le montre la figure 5e. Si, par exemple, le transistor 14 se bloque et que simultanément le transistor 19 -devienne conducteur, comme cela est le cas à l'instant tl, le transistor 42 est commandé pendant un bref instant et l'énergie de la bobine 13 est emmagasinée intermédiairement, pendant un bref instant, dans le condensateur 44. I1 en résulte un-e chute de courant sensiblement plus rapide dans la bobine 13, ou bien une élévation de courant dans a bobine 18 dans l'intervalle de temps tl à t2, -comme on le voit particulièrement sur la figure 5f. Comme on le voit, l'amélioration du bilan d'énergie par le condensateur 44 jouant le rôle d'accumulateur intermé diaire, se traduit par une nouvelle diminution des temps de commutation, si bien que les bobines 13, 18 commutent pratiquement directement à la suite l'une de l'autre. REVENDICATIONS 10) Installation pour la commutation séquentielle d'au moins deux éléments constitutifs accumulateurs de puissance, installation caractérisée en ce que, lors de la mise hors circuit de l'un des éléments constitutifs (13), l'énergie emmagasinée par cet élément est dérivée pour pré-exciter l'autre élément constitutif (18). 20) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments constitutifs sont les bobines (13, 18) de soupapes magnétiques d'un ensemble hydraulique dans un véhicule automobile, par exemple d'un système anti-blocage, ou bien d'une bote de vitesses automatique. 30) Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que les bobines (13, 18) sont, d'une part, susceptibles d'être reliées, par l'intermédiaire d-'un premier commutateur, à de premiers conducteurs d'alimentation et, d'autre part, par l'intermédiaire d'un second commutateur, à de seconds conducteurs d'alimentation, et finalement les bornes de ces bobines sont susceptibles d'être reliées ensemble de façon croisée, par l'intermédiaire d'un troisième commutateur. 40) Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les commutateurs sont des transistors de commutation (12, 14, 17, 19, 22, 24). 50) Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le premier ou le second commutateur sont des transistors (14, 19), tandis que le second ou le premier commutateur ainsi que le troisième commutateur sont des diodes (30, 31, 32, 33). 60) Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le premier ou le second commutateur sont des transistors (14, 19), tandis que le second ou le premier commutateur sont des diodes (30, 31) les bornes des bobines (13, 18) tournées vers les diodes (30, 31) étant reliées, par l'intermédiaire de transistors (40, 42), à un point de commutation commun, qui est relié, par des diodes (45, 46), aux bornes opposées de ces bobines (13, 18) et, par un condensateur (44) servant d'accumulateur intermédiaire, à un conducteur d'alimentation (11).