Brevet FR2739733A1 — publié le 19970411

L'invention concerne un dispositif d'alimentation électrique à deux batteries pour véhicule automobile à moteur thermique. Elle se rapporte plus particulièrement aux dispositifs de ce type dans lesquels un premier accumulateur - dit batterie de démarrage - assure l'alimentation d'un démarreur électrique associé au moteur du véhicule, et un second accumulateur - dit batterie de service - est propre à alimenter tous les équipements du véhicule sauf le démarreur, un générateur de courant, tel qu'un alternateur, étant propre à recharger les deux accumulateurs. Ces dispositifs permettent un fonctionnement normal du démarreur même si la batterie de service est malencontreusement déchargée, par exemple par suite d'un stationnement prolongé du véhicule avec ses feux allumés. Toutefois si cette décharge est très importante, le démarrage du moteur risque d'être impossible à cause de la trop faible alimentation, par la batterie de service, des équipements auxiliaires du moteur tels que pompe à essence, organes d'allumage, calculateur de contrôle du moteur, et système de préchauffage. L'invention vise à éviter cet inconvénient par un agencement tel que, notamment, le moteur du véhicule puisse démarrer même si la batterie de service est totalement déchargée. Le dispositif proposé est du type susmentionné, comportant une batterie de démarrage pour alimenter un démarreur associé au moteur, une batterie de service pour alimenter tous les équipements électriques du véhicule hormis le démarreur, un générateur de courant apte à recharger les deux batteries, et un circuit électrique de liaison entre le générateur, les deux batteries, et les équipements électriques. Selon l'invention, les équipements électriques du véhicule constituant un réseau de bord et des éléments auxiliaires utiles au démarrage du moteur, le circuit de liaison est tel que les éléments auxiliaires sont alternativement reliés à la batterie de démarrage ou à la batterie de service selon que l'état de charge de celle-ci est inférieur ou supérieur à un seuil déterminé. A cet effet, un commutateur réalise la liaison alternative des éléments auxiliaires avec l'une ou l'autre des deux batteries en étant commandé par un circuit de détection de la tension de la batterie de service. Suivant une autre caractéristique importante de l'invention, une mise en parallèle des deux batteries sur le générateur est assurée lorsque le moteur du véhicule fonctionne et lorsque la tension du réseau de bord est comprise entre deux seuils déterminés. A cet effet, un contacteur reliant les bornes positives respectives des deux batteries est propre à être fermé en étant commandé par un circuit de surveillance détectant la rotation du moteur et la tension du réseau de bord. Selon une disposition avantageuse de l'invention, lesdits circuits de détection et de surveillance sont constitués par des modules intégrés dans un boîtier dit de gestion contenant au moins en partie ledit circuit de liaison. Un mode de réalisation du dispositif selon l'invention est décrit ciaprès, avec référence aux dessins annexés parmi lesquels: > la Fig. 1 est un schéma général connu d'alimentation électrique à deux batteries pour véhicule automobile à moteur thermique, > et la Fig. 2 est un schéma électrique plus détaillé d'un dispositif selon l'invention. On voit sur la Fig. 1, pour alimenter le réseau de bord 1 d'un véhicule automobile et des éléments auxiliaires 2 de son moteur thermique, une batterie de service 3 reliée à un générateur de courant 4 tel qu'un alternateur. Une batterie de démarrage 5 est de plus reliée d'une part par un contacteur 9 à un démarreur électrique 6 propre à entraîner le moteur, et d'autre part à un circuit de liaison 7 propre à relier la batterie de démarrage à l'autre batterie et au générateur. Selon l'invention, le dispositif général connu de la Fig. 1 est perfectionné par les agencements de détail visibles à la Fig. 2. Le circuit de liaison 7 est ici intégré dans un boîtier de gestion 8 qui contient un contacteur 10 pour relier les deux bornes positives respectives des deux batteries, un commutateur 11 propre à relier les éléments auxiliaires 2 alternativement à la batterie de démarrage 5 ou à la batterie de service 3, et deux modules de commande automatique. Le premier module 12 contient un circuit de détection de la tension aux bornes de la batterie de service 3, circuit apte à fermer, quand cette tension (signal S1) est inférieure à un seuil déterminé correspondant à un minimum acceptable de l'état de charge de la batterie de service 3, un contact 13 reliant la batterie de démarrage 5 à un relais 14 d'actionnement du commutateur 11 dans le sens établissant la liaison des éléments auxiliaires 2 avec la batterie de démarrage 5. Le second module 15 contient un circuit de surveillance de la tension du réseau de bord 1, circuit apte à fermer, quand cette tension (signal S2) est comprise entre un seuil minimal et un seuil maximal déterminés, un contact 16 reliant le générateur 4 à un relais 17 de fermeture du contacteur 10. Par ailleurs, des contacts 18,19,20,21 actionnés simultanément par une clé de contact sont respectivement agencés sur les circuits d'alimentation du boîtier de gestion 8 - par la batterie de démarrage 5 -, des éléments auxiliaires 2, du réseau de bord 1, et d'une usuelle lampe témoin de charge 22 reliée au générateur 4. En fonctionnement normal, la batterie de service étant correctement chargée, la tension à ses bornes étant, selon le signal S1, supérieure au seuil mémorisé dans le module 12, celui-ci maintient le contact 13 ouvert, donc le relais 14 n'est pas alimenté et le commutateur 11 assure la liaison des éléments auxiliaires 2 avec la batterie de service 3. Lors du démarrage par actionnement du contacteur 9, après fermeture des contacts 18 à 21 par la clé de contact, le démarreur 6 est alimenté par la batterie 5 et les éléments auxiliaires utiles pour le fonctionnement du moteur sont alimentés, comme le réseau de bord, par la batterie de service 3. Les deux batteries sont alors séparées par le contacteur 10 alors ouvert car l'alternateur tournant très lentement n'alimente pas, ou insuffisamment le relais 17 de ce contacteur, même si le contact 16 est fermé. Si la batterie de service est déchargée, la tension à ses bornes étant inférieure au seuil mémorisé dans le module 12, celui-ci ferme le contact 13 et le commutateur 11 établit la liaison des éléments auxiliaires 2 avec la batterie de démarrage 5. Ainsi lorsque le démarreur est actionné par le contacteur 9, la batterie 5 alimente non seulement le démarreur mais aussi les éléments auxiliaires 2, dont le fonctionnement est normal pour assurer un bon démarrage du moteur alors qu'il aurait risqué de ne pas l'être si ces éléments étaient restés reliés à la batterie de service déchargée. Quand le moteur tourne à une vitesse au moins égale à celle du ralenti, le générateur 4 est amorcé et apte, si le contact 16 est fermé, à alimenter le relais 17 et ainsi fermer le contacteur 10 et donc relier les deux batteries. Cette situation de charge simultanée des deux batteries ainsi mises en parallèle sur le générateur se produit tant que le contact 16 est fermé et donc que la tension du réseau de bord, selon le signal S2, est comprise entre les deux seuils mémorisés dans le module 15. Dans le cas contraire, celui-ci provoque l'ouverture du contact 16 et par suite celle du contacteur 10. Ainsi les deux batteries sont séparées dans deux situations, le moteur tournant: f lorsque la tension du réseau 1 est plus basse que le seuil inférieur, pour éviter que la batterie de démarrage, de tension aux bornes supérieure, ne se décharge en débitant du courant dans le réseau; f lorsque la tension du réseau 1 est plus forte que le seuil supérieur, pour éviter tout risque de surcharge nuisible de la batterie de démarrage. En conclusion, ce dispositif autorise ou facilite les démarrages du moteur du véhicule même lorsque la batterie de service est insuffisamment chargée, grâce à l'alimentation non seulement du démarreur mais aussi des éléments auxiliaires associés au moteur par la batterie de démarrage dont l'état de charge est maintenu optimal pendant le roulage, ainsi qu'à l'arrêt du véhicule où elle est séparée de tous équipements électriques. REVENDICATIONS 1- Dispositif d'alimentation électrique pour véhicule automobile à moteur thermique comportant une batterie de démarrage (5) pour alimenter un démarreur (6) associé au moteur, une batterie de service (3) pour alimenter tous les équipements électriques du véhicule hormis le démarreur, un générateur de courant (4) apte à recharger les deux batteries, et un circuit électrique (7) de liaison entre le générateur, les deux batteries, et les équipements électriques, caractérisé en ce que les équipements électriques du véhicule constituant un réseau de bord (1) et des éléments auxiliaires (2) utiles au démarrage du moteur, le circuit de liaison (7) est tel que les éléments auxiliaires sont alternativement reliés à la batterie de démarrage (5) ou à la batterie de service (3) selon que l'état de charge (S1) de celle-ci est inférieur ou supérieur à un seuil déterminé. 2- Dispostif selon la revendication 1, caractérisé en qu'un commutateur (11) réalise la liaison alternative des éléments auxiliaires (2) avec l'une ou l'autre des deux batteries (3,5) en étant commandé par un circuit (12)de détection de la tension (SI) de la batterie de service (3). 3- Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une mise en parallèle des deux batteries (3,5) sur le générateur (4) est assurée lorsque, le moteur du véhicule fonctionnant, le générateur (4) est amorcé et lorsque la tension du réseau de bord (S2) est comprise entre deux seuils déterminés. 4- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un contacteur (10) reliant les bornes positives respectives des deux batteries (3,5) est propre à être fermé en étant commandé par un circuit de surveillance (15) détectant la tension du réseau de bord (S2). 5- Dispositif selon les revendications 3 et 5, caractérisé en ce que lesdits circuits de détection (12) et de surveillance (15) sont constitués par des modules intégrés dans un boîtier (8) dit de gestion contenant au moins en partie ledit circuit de liaison (7).