Brevet FR2690889A1 — publié le 19931112

La présente invention concerne un dispositif d'alimentation électrique sous tension élevée d'un circuit auxiliaire d'un véhicule automobile. Les circuits électriques d'un véhicule automobile sont habituellement alimentés par une batterie d'accumulateurs chargée par un alternateur dont le courant d'excitation est régulé par un régulateur. Si une telle configuration permet d'alimenter sous tension nominale les organes classiques tels que la ventilation, la climatisation, l'éclairage, le problème reste entier quand il s'agit d'alimenter sous une tension supérieure un circuit auxiliaire constitué par exemple par un appareil assurant le désembuage et/ou le dégivrage d'un pare-brise et/ou d'une lunette arrière le plus rapidement possible. Pour créer une surtension propre à assurer les fonctions précitées, on a proposé, à partir de la tension nominale délivrée par l'alternateur, d'utiliser un transformateur élévateur de tension pour alimenter un tel circuit auxiliaire Cette solution présente l'inconvénient de nécessiter un équipement supplémentaire, un transformateur qui, de plus, délivre une valeur de tension unique adaptée à la fonction de dégivrage mais souvent élevée pour une simple fonction de désembuage. Une autre solution consiste à équiper l'alternateur de deux enroulements statoriques identiques associés à des moyens de commutation parallèle- série/série-parallèle et une modification du niveau de régulation de la tension de sortie redressée alternateur. La conception d'un alternateur de ce type est coûteuse par la présence des deux enroulements statoriques et les moyens de commutation et de régulation associés nécessitent des moyens de sécurité et de protection complémentaires pour éviter toute surcharge accidentelle de la batterie pendant l'opération de dégivrage. De tels moyens sont complexes et leur mise en oeuvre est délicate, ce qui conduit à un surcoût important de l'ensemble du dispositif. La présente invention résout ces problèmes et propose à cet effet un circuit d'alimentation électrique multi-tension pour l'alimentation de plusieurs circuits électriques de véhicule automobile, ayant un circuit principal qui comprend une batterie chargée par un premier alternateur délivrant une tension à un réseau principal et dont le courant d'excitation est régulé par un premier régulateur, caractérisé en ce qu'il comprend: un circuit auxiliaire constitué d'un second alternateur dont le courant d'excitation est régulé par un second régulateur, et délivrant une tension réseau auxiliaire supérieure à la tension réseau principal au moins une résistance constituant un élément chauffant de pare-brise et/ou de lunette arrière du véhicule, ladite résistance étant reliée au second alternateur des moyens de commutation reliés par l'une de leurs bornes à la résistance et agencés de manière à pouvoir alimenter ladite résistance, soit sous une première tension égale à la somme des tensions réseau des premier et second alternateurs, soit sous une seconde tension égale à la tension réseau auxiliaire du second alternateur. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: la résistance est alimentée sous ladite première tension pour une opération de dégivrage et sous ladite seconde tension pour une opération de désembuage pour une valeur de résistance voisine de 3 ohms, la tension réseau du premier alternateur est de préférence égale à 14 Volts et la tension réseau du second alternateur est de préférence égale à 56 Volts pour une valeur de résistance voisine de 2 ohms, la tension réseau du premier alternateur est de préférence égale à 14 Volts et la tension réseau du second alternateur est de préférence égale à 42 Volts. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre en regard de la figure unique qui représente le schéma électrique simplifié du dispositif selon l'invention. On se réfère à la figure unique qui illustre un premier alternateur Alti avec son régulateur associé Rgl, dont les bornes Bt et B 1 + sont reliées respectivement aux bornes négative et positive d'une batterie BAT 1, pour constituer un circuit principal sur lequel viennent s'alimenter les fonctions classiques FC du véhicule telles que l'éclairage par incandescence, les micros- moteurs, les modules électroniques Suivant l'invention, en parallèle sur le circuit principal est constitué un circuit auxiliaire comportant un second alternateur Alt 2 avec son régulateur associé Rg 2, la borne B 2 + de l'alternateur Alt 2 étant reliée à la borne Bt de l'alternateur Alti. L'alternateur Alt 2 est conçu pour fournir une tension réseau auxiliaire Ua supérieure à la tension réseau principal Up fournie par l'alternateur Alti. De préférence, la tension réseau auxiliaire Ua est multiple de la tension réseau principal Up. Dans l'exemple représenté, les bornes B 2 + et B 2- de l'alternateur Alt 2 sont reliées respectivement aux bornes positive et négative d'une batterie BAT 2, la borne positive de la batterie BAT 2 étant reliée par ailleurs à la borne négative de la batterie BAT 1. La borne B 2 de l'alternateur Alt 2 est reliée à l'une des extrémités d'une résistance R constituant par exemple l'élément chauffant d'un parebrise de véhicule automobile. L'autre extrémité de la résistance R est reliée à une première borne MC 1 d'un moyen de commutation MC. Le moyen de commutation MC comporte par ailleurs deux autres bornes MC 2 et MC 3 reliées respectivement au point commun B 1-,B 2 + des alternateurs Altl,Alt 2 et à la borne B 1 + de l'alternateur Altl. Bien entendu la résistance R peut être constituée de deux résistances en série constituant les éléments de chauffage et du pare-brise et de la lunette arrière. On appréciera que la batterie BATI est chargée par l'alternateur Altl, dont le courant d'excitation est régulé par le régulateur Rgl de manière indépendante par rapport au circuit auxiliaire. De même la batterie BAT 2 est chargée par l'alternateur Alt 2, le courant d'excitation de ce dernier étant régulé par le régulateur Rg 2 de manière indépendante par rapport au circuit principal. Autrement dit, les deux alternateurs Altl,Alt 2 sont d'une construction classique ce qui diminue le coût d'un tel dispositif. De préférence la batterie BA Ti présente une tension nominale de 12 Volts et l'alternateur Altl est conçu pour délivrer une tension réseau Up de 14 Volts. Pour le circuit auxiliaire, l'alternateur Alt 2 est conçu pour délivrer une tension réseau Ua comprise entre 40 et 60 Volts pour une valeur de résistance comprise entre 2 et 3 ohms. De préférence l'alternateur Alt 2 délivrera une tension réseau Ua de 56 Volts pour une valeur de résistance R voisine de 3 ohms et une tension réseau Ua de 42 Volts pour une valeur de résistance R voisine de 2 ohms. Il est à noter que, dans le cadre de la présente invention, la batterie BAT 2 n'est pas obligatoire pour un bon fonctionnement du dispositif tel qu'il sera décrit plus avant. Dans le cas o la batterie BAT 2 fait néanmoins partie du dispositif, celle-ci présente une tension nominale de 48 Volts pour une valeur de résistance R voisine de 3 ohms et une tension nominale de 36 Volts pour une valeur de résistance R voisine de 2 ohms. Le fonctionnement d'un tel dispositif est le suivant. Dans la position de repos, le moyen de commutation MC occupe la position neutre représentée sur la figure, la résistance R n'est pas alimentée. Lorsqu'une opération de dégivrage rapide est demandée, le moyen de commutation MC est actionné de manière à ce que ses bornes MC 1 et MC 3 soient reliées La résistance R est alors alimentée sous une tension égale à la somme des tensions réseaux Up + Ua délivrées par les alternateurs Altl,Alt 2. Suivant les valeurs exprimées plus haut, la tension est égale à 14 + 56 = 70 Volts pour une valeur de résistance R voisine de 3 ohms et égale 14 + 42 = 56 Volts pour une valeur de résistance R voisine de 2 ohms. Lorsqu'une opération de désembuage est demandée, le moyen de commutation MC est actionné de manière à ce que ses bornes MC 1 et MC 2 soient reliées La résistance R est alors alimentée sous une tension égale à la tension réseau Ua de l'alternateur Alt 2 soit 56 Volts pour R voisine de 3 ohms ou 42 Volts pour R voisine de 2 ohms. La commande du moyen de commutation MC, que ce soit pour l'opération de dégivrage ou l'opération de désembuage, peut s'effectuer manuellement à la demande du conducteur du véhicule automobile. Elle peut également s'effectuer à travers un automatisme installé sur le véhicule et réagissant conditionnellement à des valeurs de paramètres de l'environnement atmosphérique du véhicule, tel que la température extérieure par rapport à une valeur de référence. La présente invention n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et représentées mais englobe toute variante que l'homme de l'art pourrait y apporter. En particulier le moyen de commutation MC peut être réalisé à l'aide d'éléments électromagnétiques tels que des relais ou d'éléments semi-conducteurs tels que des transistors, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1) Dispositif d'alimentation électrique multi- tension pour l'alimentation de plusieurs circuits électriques de véhicule automobile, ayant un circuit principal qui comprend une batterie (BATI) chargée par un premier alternateur (Altl) délivrant une tension réseau principal (Up) et dont le courant d'excitation est régulé par un premier régulateur (Rgl), caractérisé en ce qu'il comprend: un circuit auxiliaire constitué d'un second alternateur (Alt 2), dont le courant d'excitation est régulé par un second régulateur (Rg 2), délivrant une tension réseau auxiliaire (Ua) supérieure à la tension réseau principal (Up) au moins une résistance (R) constituant un élément chauffant de pare-brise et/ou de lunette arrière du véhicule, ladite résistance (R) étant reliée au second alternateur (Alt 2) des moyens de commutation (MC) reliés par l'une de leurs bornes (MCO) à la résistance (R) et agencés de manière à pouvoir alimenter ladite résistance (R), soit sous une première tension égale à la somme des tensions réseau (Up + Ua) des premier et second alternateurs (Altl, Alt 2), soit sous une seconde tension égale à la tension réseau auxiliaire (Ua) du second alternateur (Alt 2). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résistance (R) est alimentée sous ladite première tension pour une opération de dégivrage et sous ladite seconde tension pour une opération de désembuage. 3) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour une valeur de résistance (R) voisine de 3 ohms, la tension réseau (Up) du premier alternateur (Altl) est de préférence égale à 14 Volts et la tension réseau du second alternateur (Alt 2) est de préférence égale à 56 Volts. 4) Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, pour une valeur de résistance (R) voisine de 2 ohms, la tension réseau (Up) du premier alternateur (Altl) est de préférence égale à 14 Volts et la tension réseau du second alternateur (Alt 2) est de préférence égale à 42 Volts. ) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit auxiliaire comprend une batterie (BAT 2) chargée par l'alternateur (Alt 2). 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de commutation (MC) sont commandés conditionnellement à des valeurs de paramètres de l'environnement atmosphérique du véhicule, tel que la température extérieure par rapport à une valeur de référence.