Brevet FR2728405A1 — publié le 19960621

La présente invention concerne d'une façon générale un dispositif régulateur de la tension de charge d'une batterie par un alternateur, notamment dans un véhicule automobile. On connaît déjà par le document FR-A-2 688 953 au nom de la Demanderesse un dispositif de régulation d'alternateur destiné à minimiser le couple résistant présenté par l'alternateur pendant une phase de démarrage du moteur associé. Ce dispositif est mis en oeuvre dans un ensemble électrique comprenant un alternateur pourvu d'un enroulement d'excitation, des moyens de redressemen prévus à la sortie de l'alternateur pour sa liaison avec une batterie, une lampe de signalisation de défauts, et des moyens pour provoquer l'extinction de la lampe lorsqu'une tension délivrée par l'alternateur atteint un certain niveau; le dispositif régulateur lui-même comprend un circuit de régulation principale et un circuit de régulation prioritaire au démarrage capable d'effectuer, pendant une certaine durée limitée lors du démarrage d'un moteur à combustion associé, une régulation telle que ladite tension atteigne un niveau égal ou légèrement supérieur audit certain niveau tout en limitant le débit de l'alternateur vers des équipements électriques en service reliés à la sortie des moyens redresseurs et à la batterie, De cette manière, on minimise le couple résistant présenté par l'alternateur, tout en assurant l'extinction de la lampe de signalisation de défauts pour éviter de signaler un défaut qui n'existe pas. Ce circuit régulateur connu présente cependant une difficulté en ce que, lorsque la durée limitée est écoulée, il se produit une diminution du régime moteur du fait de l'accroissement brutal du couple résistant de l'alternateur, ce dernier devant à la fois recharger la batterie après le démarrage et assurer l'alimentation des équipements électriques déjà en service. Cette baisse de régime est perceptible par les occupants du véhicule car elle se produit quelques secondes après le démarrage du moteur, et leur donne une impression désagréable notamment sur le plan auditif. La présente invention se propose de pallier cette difficulté. Elle propose à cet effet un dispositif régulateur du type mentionné plus haut, caractérisé en ce que le circuit de régulation principale comprend un moyen pour comparer une première information variable, dérivée de la tension sur laquelle la régulation doit s'effectuer, avec un signal de référence et pour engendrer un premier signal de commande, dont une caractéristique électrique varie en fonction du résultat de la comparaison pour faire varier l'excitation de l'alternateur, un moyen pour mémoriser une seconde information variable, un second moyen comparateur pour comparer ladite seconde information avec un signal de référence et pour engendrer un second signal de commande, dont une caractéristique électrique varie en fonction du résultat de la comparaison pour faire varier l'excitation de l'alternateur, un moyen de pilotage de la seconde information, réagissant aux premier et second signaux de commande pour faire varier ladite seconde information en correspondance avec les variations de la première information, mais à une allure réduite par rapport à l'allure des variations de ladite première information en particulier lors d'une augmentation rapide du courant demandé à l'alternateur, et un moyen sélecteur pour commander l'excitation de l'alternateur à l'aide dudit second signal de commande lors d'une telle augmentation rapide du courant demandé à l'alternateur, pour ainsi provoquer une augmentation progressive de l'excitation de l'alternateur. Des aspects préférés, mais non limitatifs, du dispositif selon l'invention sont les suivants - le circuit de régulation prioritaire comprend un moyen de commutation relié à une entrée de détection du circuit régulateur principal et capable de délivrer à cette entrée deux états distincts, induisant respectivement une diminution et un accroissement de l'excitation de l'alternateur, en fonction de la valeur dune tension continue délivrée par l'alternateur par rapport à une tension légèrement inférieure à la tension aux bornes de la batterie, et en ce que ladite tension continue est une tension prélevée sur au moins une diode auxiliaire prévue dans les moyens redresseurs et en ce que la lampe témoin est connectée, lors de la mise en marche du véhicule, de manière à recevoir la différence entre la tension aux bornes de la batterie et ladite tension continue. - le circuit de régulation principale comporte une borne de sortie pour commander l'état de la lampe en fonction de l'amplitude d'un signal à composante alternative délivré par l'alternateur par rapport à un seuil, en ce que les moyens de régulation prioritaire au démarrage comprennent un moyen de commutation appliqué à une entrée de détection desdits moyens régulateurs et capables de délivrer à cette entrée deux états distincts, induisant respectivement une diminution et un accroissement de l'excitation de l'alternateur, de manière à effectuer une régulation prioritaire de l'amplitude dudit signal à composante alternative sur une valeur légèrement supérieure audit seuil, et en ce que ledit signal à composante alternative est une tension entre phases délivrée par l'alternateur, celui-ci étant de type polyphasé. - la première information est une tension proportionnelle à ladite tension de sortie de l'alternateur, la seconde information est une information apte à varier dans la même plage et dans le même sens que ladite première information, lesdits premier et second moyens comparateurs comparent les première et seconde informations avec un même signal de référence constitué par un signal en dents de scie obtenu par conversion numériqueanalogique du contenu d'un premier compteur numérique, ladite seconde information est une information numérique contenue dans un second compteur numérique, une entrée d'horloge du second compteur numérique reçoit un signal de cadencement dérivé d'un signal de phase de l'alternateur, l'allure de variation de la seconde information variable étant ainsi déterminée en fonction de la vitesse de rotation de l'alternateur. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en référence au dessin annexé, sur lequel la figure unique est un schéma-bloc d'un circuit de charge d'une batterie par un alternateur équipé d'un circuit régulateur selon une forme de réalisation préférée de la présente invention. En référence à la figure, on a représenté un circuit qui comporte un alternateur triphasé AN, représenté par ses trois enroulements de stator qui sont reliés classiquement à un groupe de six diodes de redressement D. Les deux bornes de sortie du redresseur sont reliées respectivement aux deux bornes d'une batterie B. Il est prévu également classiquement un groupe de trois diodes auxiliaires dites diodes trio DT, dont les cathodes sont reliées à une première borne d'une lampe témoin L. La seconde borne de la lampe L est reliée à une première borne d'un interrupteur CL constitué par la clé de contact du véhicule, la seconde borne de l'interrupteur étant reliée à la ligne B+ elle-même reliée au pôle positif de la batterie B. L'enroulement d'excitation de l'alternateur est indiqué par IND. La diode de roue libre associée est désignée par DRL. L'enroulement d'excitation IND est branché entre la sortie des diodes trio DT et une borne d'entrée de courant d'un interrupteur commandé tel qu'un semi-conducteur de puissance, noté Q. La borne de sortie de courant de l'interrupteur Q est reliée à la masse. Cet interrupteur Q est commandé par une tension à rapport cyclique variable en sortie d'un circuit régulateur REG. Le courant d'excitation dans l'enroulement IND est commandé par le circuit REG, dont le fonctionnement sera décrit plus loin, via un circuit de régulation prioritaire temporisé TEMP, ces circuits mettant en jeu une ou plusieurs tensions de référence. Selon le principe de base de la présente invention, le circuit temporisé TEMP prévu en association avec le régulateur REG a pour objet d'effectuer avec ce dernier une régulation prioritaire au démarrage, sans avoir à modifier la construction interne du circuit REG, en amenant rapidement la tension D+ à un niveau suffisant, proche de B+, pour provoquer l'extinction de la lampe LT, tout en évitant tout accroissement de D+ au delà de ce niveau B+ pour éviter que l'alternateur ne débite dans les charges en service du circuit électrique du véhicule. Par conséquent, le couple résistant exercé par l'alternateur sur le moteur pendant ce démarrage est fortement réduit, ce qui facilite ce démarrage et évite en particulier tout calage intempestif du moteur, notamment à froid. Mais on évite en même temps de signaler au conducteur un défaut qui n'existe pas. Plus précisément, le circuit de régulation prioritaire selon l'invention est conçu pour que, pendant la phase de démarrage du moteur, deux états soient alternativement appliqués à l'entrée de détection (entrée SENSE) du circuit REG, pour respectivement faire croître ou décroître le courant d'excitation dans IND de manière à amener la tension D+ à varier étroitement autour d'une valeur de régulation prioritaire avantageusement égale à la tension de batterie B+ diminuée d'une certaine faible valeur. Le circuit de régulation prioritaire temporisé TEMP peut par exemple entrer en action dès que le circuit REG s'amorce, c'est-à-dire dès que la tension D+ a atteint une valeur déterminée par exemple de 5 volts, qui va être utilisée pour l'alimentation du circuit TEMP, et peut être activé par exemple pendant une durée de quelques secondes à partir de l'amorçage du circuit REG. Pour plus de détails quant à la réalisation concrète du circuit TEMP, on se réfèrera au document FR-A-2 688 953 et en particulier à ses figures 2, 3 et 4. Selon l'invention, le circuit régulateur REG comprend un moyen pour comparer une première information variable, à savoir une tension dérivée de la tension 3+, avec un signal de référence et pour engendrer une première tension de commande variant en fonction du résultat de la comparaison pour faire varier l'excitation de l'alternateur. Il comprend également une mémoire pour une seconde information variable, un second comparateur comparant cette seconde information avec un signal de référence et engendrant une seconde tension de commande variant en fonction du résultat de la comparaison pour faire varier l'excitation de l'alternateur. Le circuit REG comprend également un moyen de pilotage de la seconde information, réagissant aux premier et second signaux de commande pour faire varier ladite seconde information en correspondance avec les variations de la première information, mais à une allure réduite par rapport à l'allure des variations de ladite première information, en particulier lors d'une augmentation rapide du courant demandé à l'alternateur, et un moyen sélecteur pour commander l'excitation de l'alternateur à l'aide de la seconde tension de commande lors d'une telle augmentation rapide du courant demandé à l'alternateur, pour ainsi provoquer une augmentation progressive de l'excitation de l'alternateur. Grâce à un tel circuit, la charge progressive de l'alternateur est d'autant plus rapide que la vitesse de rotation courante de l'alternateur, et donc du moteur à combustion associé, est élevée . concrètement, cela signifie que l'on peut faire progresser la charge de l'alternateur d'autant plus vite que les risques de calage ou de hoquetage du moteur deviennent faibles. En revanche, en cas de baisse de la consommation par les équipements électriques, le retour à une charge plus faible de l'alternateur est pratiquement immédiat. Pour davantage de détails quant à la réalisation concrète d'un tel circuit régulateur, on se reportera à la description du document FR-A-2 701 609 au nom de la Demanderesse, et en particulier à la figure 1. Concrètement, un dispositif selon l'invention est réalisé par exemple en reliant l'émetteur du transistor Q4 du circuit TEMP décrit dans FR-A-2 688 953 à l'entrée de signal B1 du circuit REG représenté à la figure 1 de FR-A-2 701 609. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus et représentée sur les dessins, mais l'homme de l'art saura y apporter toute variante ou modification conforme à son esprit. REVENDICATIONS 1. Dispositif régulateur de la tension de charge d'une batterie par un alternateur, notamment dans un véhicule automobile, le circuit régulateur étant mis en oeuvre dans un ensemble électrique comprenant un alternateur (AN) pourvu d'un enroulement d'excitation (IND), des moyens de redressement (D) prévus à la sortie de l'alternateur pour sa liaison avec une batterie (B), une lampe (L) de signalisation de défauts, et des moyens (DT) pour provoquer l'extinction de la lampe lorsqu'une tension (D+;;(p) délivrée par l'alternateur atteint un certain niveau, et le dispositif régulateur comprenant un circuit de régulation principale (REG, Q) et un circuit de régulation prioritaire au démarrage (TEMP+REG, Q) capable d'effectuer, pendant une certaine durée limitée lors du démarrage d'un moteur à combustion associé, une régulation telle que ladite tension (D+,) atteigne un niveau égal ou légèrement supérieur audit certain niveau tout en limitant le débit de l'alternateur vers des charges électriques en service reliées à la sortie des moyens redresseurs et à la batterie, caractérisé en ce que le circuit de régulation principale (REG) comprend un moyen pour comparer une première information variable, dérivée de la tension sur laquelle la régulation doit s'effectuer, avec un signal de référence et pour engendrer un premier signal de commande, dont une caractéristique électrique varie en fonction du résultat de la comparaison pour faire varier l'excitation de l'alternateur, un moyen pour mémoriser une seconde information variable, un second moyen comparateur pour comparer ladite seconde information avec un signal de référence et pour engendrer un second signal de commande, dont une caractéristique électrique varie en fonction du résultat de la comparaison pour faire varier l'excitation de l'alternateur, un moyen de pilotage de la seconde information, réagissant aux premier et second signaux de commande pour faire varier ladite seconde information en correspondance avec les variations de la première information, mais à une allure réduite par rapport à l'allure des variations de ladite première information, en particulier lors d'une augmentation rapide du courant demandé à l'alternateur, et un moyen sélecteur pour commander l'excitation de l'alternateur à l'aide dudit second signal de commande lors d'une telle augmentation rapide du courant demandé à l'alternateur, pour ainsi provoquer une augmentation progressive de l'excitation de l'alternateur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de régulation prioritaire comprend un moyen de commutation relié à une entrée de détection (SENSE) du circuit régulateur principal (REG) et capable de délivrer à cette entrée deux états distincts, induisant respectivement une diminution et un accroissement de l'excitation de l'alternateur, en fonction de la valeur d'une tension continue (D+) délivrée par l'alternateur par rapport à une tension légèrement inférieure à la tension (B+) aux bornes de la batterie, et en ce que ladite tension continue est une tension prélevée sur au moins une diode auxiliaire (DT) prévue dans les moyens redresseurs et en ce que la lampe témoin est connectée, lors de la mise en marche du véhicule, de manière à recevoir la différence entre la tension aux bornes de la batterie (3+) et ladite tension continue (D+). 3. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de régulation principale (REG) comporte une borne de sortie pour commander l'état de la lampe en fonction de l'amplitude d'un signal à composante alternative délivré par l'alternateur par rapport à un seuil, en ce que les moyens de régulation prioritaire au démarrage comprennent un moyen de commutation appliqué à une entrée de détection (SENSE) desdits moyens régulateurs et capables de délivrer à cette entrée deux états distincts, induisant respectivement une diminution et un accroissement de l'excitation de l'alternateur, de manière à effectuer une régulation prioritaire de l'amplitude dudit signal à composante alternative (cp) sur une valeur légèrement supérieure audit seuil, et en ce que ledit signal à composante alternative est une tension entre phases (cp) délivrée par l'alternateur, celui-ci étant de type polyphasé. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première information est une tension proportionnelle à ladite tension de sortie de l'alternateur, la seconde information est une information apte à varier dans la même plage et dans le même sens que ladite première information, lesdits premier et second moyens comparateurs comparent les première et seconde informations avec un même signal de référence constitué par un signal en dents de scie obtenu par conversion numérique-analogique du contenu d'un premier compteur numérique, ladite seconde information est une information numérique contenue dans un second compteur numérique, une entrée d'horloge du second compteur numérique reçoit un signal de cadencement dérivé d'un signal de phase (ç) de l'alternateur, l'allure de variation de la seconde information variable étant ainsi déterminée en fonction de la vitesse de rotation de l'alternateur.