Brevet FR2730360A1 — publié le 19960809

La présente invention a trait d'une façon générale un dispositif de régulation de la tension délivrée par un alternateur, en particulier dans un véhicule automobile. Dans un circuit électrique de véhicule automobile, comportant une batterie chargée par un alternateur entraîné en rotation par le moteur à combustion associé, lorsque des charges électriques fortes consommatrices de courant sont mises en service alors que le moteur tourne au ralenti ou à faible régime, le couple résistant qui est alors brutalement appliqué au moteur par l'alternateur risque de perturber la rotation dudit moteur, et peut même provoquer son calage. Ce problème est d'autant plus aigu que les véhicules automobiles actuels sont de plus en plus largement équipés de dispositifs électriques annexes (asservissements ou commandes à moteur électrique, chauffage, climatisation, etc ...) dont la consommation électrique est importante. Une solution connue à ce problème, aisément envisageable par l'homme de l'art, consiste, dès qu'une forte demande en courant électrique est constatée, à accroître immédiatement le régime de ralenti du moteur, par commande appropriée du carburateur ou du système d'injection, de manière à ce que le moteur soit capable de faire face à l'accroissement brutal du couple résistant exercé par l'alternateur. Cette solution est cependant tout à fait indésirable, car elle complique grandement la conception de la commande du système d'admission du moteur; en outre, elle impose un lien fonctionnel entre deux parties du véhicule, à savoir l'admission moteur et le circuit alternateur/batterie, qui peuvent avoir des origines différentes quant à leur conception. Cette conception est donc rendue moins souple. Pour résoudre ce problème, on connaît par FR-A-2 691 020 un dispositif de régulation principale de la tension délivrée par un alternateur pour la charge d'une batterie associée, l'alternateur comportant un enroulement d'excitation et le dispositif de régulation principale commandant le courant dans ledit enroulement d'excitation par commutation entre un premier état d'accroissement du courant d'excitation et un second état de diminution du courant d'excitation, en fonction d'une valeur de tension délivrée par ledit alternateur. Ce dispositif connu est asservi à la vitesse de rotation de l'alternateur pour maintenir la pente de la décroissance de la vitesse de rotation de l'alternateur en deçà d'une pente de décroissance admissible en limitant la croissance du courant d' excitation. Cependant, un tel dispositif connu ne fonctionne pas de façon satisfaisante pendant l'accroissement de vitesse liée à la phase de démarrage du moteur, car par définition, l'asservissement à la vitesse de rotation n'agit que lors d'une décroissance de la vitesse. Ainsi, après l'action du démarreur, la montée en régime du moteur est freinée par le couple résistant exercé par l'alternateur. La présente invention vise à pallier cet inconvénient, et en particulier à associer au dispositif de régulation ci-dessus un dispositif de régulation prioritaire permettant de réduire le couple résistant de l'alternateur lors de la montée en régime du moteur pendant la phase de démarrage. Ainsi l'invention concerne un ensemble de régulation de la tension délivrée par un alternateur pour la charge d'une batterie associée via des moyens redresseurs, notamment dans un véhicule automobile, l'alternateur comportant un enroulement d'excitation, du type comprenant un dispositif de régulation principale commandant le courant dans ledit enroulement d'excitation par commutation entre un premier état d'accroissement du courant d'excitation et un second état de diminution du courant d'excitation, en fonction d'une valeur de tension délivrée par ledit alternateur, ledit dispositif de régulation principale étant asservi à la vitesse de rotation de l'alternateur pour maintenir la pente de la décroissance de la vitesse de rotation de l'alternateur en deçà d'une pente de décroissance admissible, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de régulation prioritaire au démarrage apte à limiter pendant une période de démarrage déterminée le débit de l'alternateur vers des charges électriques en service reliées à la sortie des moyens redresseurs et à la batterie, et des moyens pour mettre en service le dispositif de régulation principale seulement à l'issue de ladite période de démarrage. De façon préférée, le dispositif de régulation principale comprend: (a) un moyen de détection pour déterminer si une durée pendant laquelle le dispositif de régulation principale a été dans le premier état est supérieure à une durée de seuil, (b) un moyen pour engendrer une information représentative de la vitesse de rotation de l'alternateur, (c) un moyen sensible à un signal fourni par le moyen de détection pour alors comparer périodiquement ladite information avec une loi prédéterminée établissant une diminution admissible de la vitesse de rotation de l'alternateur en fonction du temps, et (d) un moyen pour commuter temporairement le dispositif de régulation principale sur le second état lorsque ladite vitesse de rotation devient inférieure à une valeur admissible déterminée par ladite loi. Avantageusement, le dispositif de régulation prioritaire comprend un moyen de commutation relié à une entrée de détection du dispositif de régulation principale 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 délivrée par l'alternateur par rapport à une tension légèrement inférieure à la tension aux bornes de la batterie. D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré de celle-ci, donnée à titre d'exemple et faite en référence au dessin annexé, sur lequel la figure unique est un schéma d'un circuit électrique d'alternateur de véhicule automobile, associé à une batterie. En référence au dessin, on a représenté un alternateur triphasé AN 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 LT. La seconde borne de LT 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 B. L'enroulement d'excitation de l'alternateur est indiqué par IND. Il est branché entre la sortie des diodes trio DT et une sortie d'un dispositif de régulation principale REG. Le courant d'excitation qui le traverse est commandé classiquement par le dispositif REG. Le dispositif REG est conçu pour effectuer la régulation principale de l'alternateur, en présentant toutefois la caractéristique consistant à forcer périodiquement le courant d'excitation de l'alternateur à diminuer lorsque l'on constate que la vitesse de rotation de celui-ci décroit plus rapidement qu'une loi de décroissance pré-établie. Ce cette manière, l'excitation étant réduite, le couple résistant exercé par l'alternateur sur le moteur reste dans des limites convenables, en vue d'éviter tout calage ou hoquetage du moteur. De façon préférée, cette loi de décroissance admissible pré-établie a une pente qui varie dans une relation proportionnelle selon que le régime moteur est faible (ralenti) ou qu'il est plus élevé. Pour tous les détails de réalisation d'un tel dispositif de régulation principale asservie sur la vitesse de rotation de l'alternateur (et donc du moteur à combustion associé), on se réfèrera à la description de FR-A-2 691 020 au nom de la Demanderesse. Selon une caractéristique essentielle de la présente invention, il est prévu en association avec le dispositif de régulation principale REG décrit ci-dessus un dispositif temporisé de régulation prioritaire au démarrage TEMP. Ce dispositif a pour objet, sans avoir à modifier la construction interne du dispositif REG, d'amener rapidement la tension D+ à un niveau suffisant 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 le démarrage est fortement réduit, ce qui facilite le démarrage et facilite sa montée en régime. Plus précisément, le dispositif 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 dispositif 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 dispositif de régulation prioritaire temporisé TEMP peut par exemple entrer en action dès que le dispositif 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. Des exemples concrets d'un tel dispositif de régulation prioritaire sont décrits dans le document FR-A2 688 953, auquel on se réfèrera pour plus de détails. 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. Ensemble de régulation de la tension délivrée par un alternateur pour la charge d'une batterie associée (B) via des moyens redresseurs (D), notamment dans un véhicule automobile, l'alternateur (AN) comportant un enroulement d'excitation (IND), du type comprenant un dispositif de régulation principale (REG) commandant le courant dans ledit enroulement d'excitation par commutation entre un premier état d'accroissement du courant d'excitation et un second état de diminution du courant d'excitation, en fonction d'une valeur de tension délivrée par ledit alternateur, ledit dispositif de régulation principale étant asservi à la vitesse de rotation de l'alternateur pour maintenir la pente de la décroissance de la vitesse de rotation de l'alternateur en deçà d'une pente de décroissance admissible, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de régulation prioritaire au démarrage (TEMP+REG) apte à limiter pendant une période de démarrage déterminée le débit de l'alternateur vers des charges électriques en service reliées à la sortie des moyens redresseurs (D) et à la batterie (B), et des moyens pour mettre en service le dispositif de régulation principale (REG) seulement à l'issue de ladite période de démarrage. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de régulation principale comprend: (a) un moyen de détection pour déterminer si une durée pendant laquelle le dispositif de régulation principale a été dans le premier état est supérieure à une durée de seuil, (b) un moyen pour engendrer une information représentative de la vitesse de rotation de l'alternateur, (c) un moyen sensible à un signal fourni par le moyen de détection pour alors comparer périodiquement ladite information avec une loi prédéterminée établissant une diminution admissible de la vitesse de rotation de l'alternateur en fonction du temps, et (d) un moyen pour commuter temporairement le dispositif de régulation principale sur le second état lorsque ladite vitesse de rotation devient inférieure à une valeur admissible déterminée par ladite loi. 3. Ensemble de régulation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de régulation prioritaire comprennent un moyen de commutation relié à une entrée de détection (SENSE) desdits moyens régulateurs (REG) et capables 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 inférieure à la tension (B+) aux bornes de la batterie.