Brevet FR2757219A1 — publié le 19980619

La présente invention est relative à un procédé et un dispositif pour la coupure automatique d'un démarreur de véhicule automobile. Habituellement, la coupure de l'entraînement du moteur thermique par le démarreur est commandée par l'utilisateur du véhicule qui relâche la clé de contact lorsque le moteur thermique fait un bruit caractéristique. Toutefois, la tendance à rendre les moteurs thermiques de plus en plus silencieux fait qu'il devient difficile pour l'utilisateur de détecter la fin du démarrage. Il en résulte une sollicitation plus sévère du démarreur. On connaît déjà de nombreux dispositifs pour couper un démarreur de véhicule automobile lorsque le moteur thermique a démarré et est suffisamment autonome pour atteindre de lui-même son régime de ralenti. Les plus performants de ces dispositifs mettent généralement en oeuvre une analyse des ondulations de la tension d'alimentation du démarreur, ondulations qui sont dues aux variations d'intensité absorbées par le démarreur lors des compressions du moteur thermique avant le démarrage de celui-ci. On sait qu'en fin de période d'entraînement, lors des premières explosions, le moteur monte rapidement en régime. Pour obtenir une coupure rapide de l'alimentation du démarreur dès que le moteur thermique est suffisamment lancé, il a déjà été proposé dans la demande de brevet français déposée par la demanderesse sous le n 96 11792 une stratégie de coupure selon laquelle on déclenche une période de scrutation pour chaque nouvelle ondulation et on coupe le démarreur lorsqu'aucun extremum n'est détecté dans cette période de scrutation. La durée de la période de scrutation est par exemple proportionnelle à la durée de l'ondulation précédente. Toutefois, cette stratégie ne permet pas de régler les cas d'acyclismes du type de ceux représentés sur les figures 1 et 2. L'acyclisme représenté sur la figure 1 se produit en début du fonctionnement du démarreur: la crête C1 de début de compression est noyée dans le front montant de la deuxième crête C2. Dans ce cas l'analyse de la durée T1 pour atteindre la crête est faussée et la période de scrutation D1 déterminée pour le cycle suivant est beaucoup plus longue que nécessaire. Par conséquent, si le démarrage intervient à ce moment là, la décision d'arrêt prise en fin de période de scrutation est tardive, ce qui réduit fortement les avantages attendus par la commande électronique (réduction des usures, réduction des bruits de roue libre,...). L'acyclisme représenté sur la figure 2 se produit quant à lui pendant la phase d'entraînement, en cas de démarrage difficile. Une explosion non suivie d'autres explosions entraîne un rapprochement ponctuel de deux crêtes de tension successives (crêtes C3 et C4 sur la figure 3). De ce fait, la première de ces crêtes (crête C3) risque de ne pas être détectée sur la période de scrutation D2 qui lui correspond. Il y a par conséquent un risque que le rapprochement des deux explosions soit interprété comme un démarrage du moteur. Le démarreur sera prématurément arrêté, avant le démarrage moteur, obligeant alors le conducteur à renouveler sa tentative de démarrage. En outre, le temps T3 utilisé pour la détermination de la durée de scrutation suivante est également faussée. L'invention propose quant à elle une commande de la coupure d'un démarreur de véhicule automobile, selon laquelle on détecte les ondulations d'un signal correspondant à la tension ou à l'intensité du démarreur et on coupe le démarreur lorsque ces ondulations disparaissent, ce qui permet de pallier ces inconvénients. La solution selon l'invention consiste en ce qu'on détermine sur le signal des durées successives pendant lesquelles la tension est constamment croissante et on coupe le démarreur lorsque l'une de ces durées devient supérieure à un seuil donné et en ce qu'on donne à ce seuil des valeurs distinctes d'une part pendant une période de scrutation déclenchée à la fermeture du contacteur du démarreur et d'autre part au delà de cette période de scrutation, la période de scrutation étant d'une durée choisie suffisante pour englober les cas o la première et la deuxième ondulations de début de compression sont sensiblement confondues. La mise en oeuvre de ces deux stratégies différentes au début du fonctionnement du démarreur et pendant la phase d'entraînement normal permet d'éliminer des arrêts précoces ou au contraire trop tardifs qui pourraient sinon être engendrés par des acyclismes du signal de tension. Ce procédé est avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes leurs combinaison techniquement possibles: - les valeurs du seuil pendant la période de scrutation et au delà de celle-ci sont fonction de la température; - au-delà de la période de scrutation, la valeur seuil est fonction pour chaque nouvelle ondulation d'une (ou de) durée(s) de l'ondulation (ou des ondulations) précédente(s); - pendant la période de scrutation, on ne commence à déterminer les durées successives pendant lesquelles la tension est constamment croissante qu'après un temps d'initialisation donné; - pendant la période de scrutation et au-delà, on mémorise les valeurs de signal correspondant à la valeur maximale des tensions crêtes et au delà de la période de scrutation, on ne détermine une durée pendant laquelle la tension est constamment croissante, qu'à partir de l'instant o le signal atteint la valeur précédemment mémorisée correspondant à la valeur de tension crête maximale; - le signal sur lequel on détecte les ondulations est la tension d'alimentation du démarreur; - pour déterminer les durées pendant lesquelles la tension est constamment croissante, on échantillonne ladite tension et on considère qu'il y a décroissance si la dernière valeur mesurée est inférieure à la valeur précédente diminuée d'une valeur constante du et qu'il y a croissance sinon; - la valeur constante dU est comprise entre 50 et 200 millivolts. L'invention a également pour objet un dispositif pour la commande de la coupure d'un démarreur comportant une unité de gestion qui comporte des moyens pour détecter les ondulations d'un signal correspondant à la tension ou à l'intensité du démarreur et des moyens pour couper le démarreur lorsque ces ondulations disparaissent, caractérisé en ce que cette unité de gestion met en oeuvre le traitement précité. L'invention concerne également un démarreur de véhicule automobile comportant un tel dispositif. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit. Cette description est purement illustrative et non limitative. Elle doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels: - les figures 1 et 2, déjà analysées, sont des graphes sur lesquels on a porté des exemples d'évolution acycliques de la tension du démarreur en fonction du temps lors d'une phase de démarrage; - la figure 3 est un schéma d'un dispositif de commande de coupure d'un démarreur conforme à un mode de réalisation possible pour l'invention; - la figure 4 est un graphe sur lequel on a porté un exemple d'évolution de la tension du démarreur en fonction du temps, qui illustre une mise en oeuvre conforme à l'invention; - la figure 5 est un organigramme d'un traitement permettant une mise en oeuvre de l'invention. On a illustré sur la figure 3 un dispositif pour la commande de l'alimentation d'un démarreur DM qui comporte un moteur électrique M monté entre une borne d'alimentation B+ à la tension de la batterie du véhicule et la masse. Ce dispositif comporte un contacteur 1 monté entre la borne B+ d'alimentation à la tension U de la batterie et le démarreur DM. Ce contacteur i est un relais actionné par un bobinage 2. L'une des extrémités de ce bobinage 2 est reliée à la borne d'alimentation B+. Son autre extrémité est reliée d'une part à la source d'un transistor MOSFET 3 et d'autre part à un bobinage 5 relié à la masse. Le drain du transistor 3 est relié à la borne d'alimentation B+. Sa grille est reliée à la sortie d'une unité 4, dont elle reçoit une tension de commande. L'unité 4 est par exemple un microprocesseur. Bien entendu, le transistor 3 pourrait être remplacé par tout autre type d'interrupteur. Dans l'exemple illustré sur ces figures, l'unité 4 génère ladite tension de commande en fonction d'une part des ondulations de la tension de la borne d'alimentation B+, et d'autre part de la position du contacteur actionné par la clé de contact (contacteur 6). Le traitement que réalise l'unité de commande 4 va maintenant être décrit de façon détaillée en référence aux figures 4 et 5. Ce traitement met en oeuvre deux stratégies différentes selon que l'on se trouve au début du fonctionnement du démarreur ou pendant la phase d'entraînement normal. Début de fonctionnement démarreur Une fenêtre de scrutation d'une durée prédéterminée Dini est ouverte à partir de l'activation du démarreur (temps To pour lequel la fermeture du contacteur 1 intervient). L'unité 4 détermine dans cette fenêtre de scrutation les durées dSI, dS2, etc. des périodes pendant lesquelles la tension U de la borne d'alimentation B+ est constamment croissante. Ces périodes correspondent aux représentations en traits mixtes sur la courbe des ondulations. Préférentiellement, ces déterminations ne commencent pas directement au temps To, mais à un temps T0+tini, o tini est choisi de façon à éliminer toute la période instable de l'appel de courant au moment de la mise sous tension du moteur M du démarreur. Pour déterminer les durées dSl, dS2, etc., l'unité 4 met en oeuvre sur toute la fenêtre de scrutation Dini un échantillonnage de la tension U et un comptage qui est remis à zéro à chaque fois qu'une décroissance apparaît. Elle considère qu'il y a décroissance si la dernière valeur mesurée est inférieure à la valeur précédente diminuée d'une valeur constante dU et qu'il y a croissance sinon. Cette constante dU est d'une valeur comprise entre et 200 millivolts. L'intérêt de cette constante dU est de permettre de masquer les parasites du signal sans fausser l'analyse. Dès que la durée dS d'une suite croissante dépasse une valeur prédéterminée TS1, le démarreur est désactivé. TS1 est bien entendu inférieure à Dini et est prédéterminé expérimentalement en fonction des valeurs maximales envisageables pour T1 (figure 1). Ainsi, si le démarrage a lieu pendant la fenêtre de scrutation initiale Dini, le démarreur est arrêté au bout d'un temps fixe TS1 qui permet de s'affranchir des irrégularités citées précédemment et de ne pas avoir des temps de coupure anormalement longs. Avantageusement, la valeur de TS1 est indexée à la température suivant une loi ou une table de valeurs déterminée. Entraînement normal Pendant toute la période Dini et au-delà de celle- ci, l'unité 4 mémorise la valeur maximale Ucmax de la tension U sur les différentes crêtes rencontrées. Si à l'issue de la fenêtre de scrutation Dini l'unité 4 n'a pas commandé la coupure du démarreur, elle poursuit son traitement de la façon suivante. Pour chaque nouveau front montant, elle commence un décompte de la durée d'S pendant laquelle la tension U de la borne d'alimentation B+ est constamment croissante, à partir de l'instant o la tension U a atteint la valeur Ucmax précédemment mémorisée. Le démarreur est désactivé lorsqu'une durée d'S dépasse une valeur prédéterminée TS2. Cette valeur TS2 peut être une valeur fixe pour toute la période postérieure à la fenêtre de scrutation Dini Elle peut également être fonction de la période d'apparition des ondulations précédentes, par exemple être une fraction de la durée entre les deux dernières crêtes, cette durée étant déterminée par un comptage mis en oeuvre par l'unité 4. Egalement, la ou les valeurs de TS2 pourront être pondérées par un coefficient fonction de la température ambiante du moteur thermique. Ainsi, à basse température, il sera intéressant de majorer TS2 pour s'assurer d'un démarrage franc et complet avant d'arrêter le démarreur. On notera qu'en commençant le décompte d'une durée d'S qu'à partir de l'instant o la tension U devient supérieure à la valeur Ucmax précédemment mémorisée, on élimine le bas de la partie de courbe de tension dont la durée peut être variable suivant les conditions de démarrage et on dispose par conséquent d'une meilleure précision. Un organigramme permettant la mise en oeuvre du traitement est donné à titre d'exemple sur la figure 5. Dans une première étape 10, on initialise le microprocesseur qui constitue l'unité 4 et on mesure la température du démarreur. Dans une deuxième étape (étape 11), le microprocesseur 4 détermine les durées Dini, TS1 et TS2 en fonction de la température mesurée à l'étape 10. Puis, l'unité 4 commande la fermeture du contacteur 1 (étape 12 d'activation du démarreur). Après une temporisation jusqu'à un temps To + ti (étape 13), l'unité 4 recherche la première suite d'échantillons de tensions qui est croissante pendant une durée TS1 pendant la fenêtre de scrutation allant jusqu'à Dini et pendant un temps TS2 au-delà de cette fenêtre de scrutation (étape 14). Simultanément, elle détermine et stocke au fur et à mesure des échantillonnages la valeur de la tension crête maximale UCmax- Lorsque l'unité 4 trouve une suite vérifiant les conditions précitées, elle commande la fin de l'activation du démarreur (sortie 15). Elle poursuit sa recherche sinon. D'autres variantes de mises en oeuvre et de réalisation de l'invention sont bien entendu possibles. En particulier, au lieu d'une détection des ondulations sur le signal de tension, on pourrait mettre en oeuvre le traitement proposé par l'invention sur un signal correspondant à l'intensité absorbée par le démarreur, étant donné que les variations de cette intensité sont inverses de celles de la tension. Bien entendu, l'unité de commande 4 peut être intégrée au démarreur ou être constituée par une autre unité du véhicule automobile, par exemple l'unité de contrôle du moteur thermique. Par ailleurs, la commande de coupure de démarreur de véhicule automobile qui vient d'être décrite présente d'autres avantages que ceux qui ont été précédemment exposés: elle est indépendante du moteur thermique du véhicule, de son nombre de cylindre et de sa cylindrée, du vieillissement de la batterie et du câblage, ainsi que de la technologie et de la puissance du démarreur. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la commande de la coupure d'un démarreur de véhicule automobile, selon lequel on détecte les ondulations d'un signal correspondant à la tension ou à l'intensité du démarreur et on coupe le démarreur lorsque ces ondulations disparaissent, caractérisé en ce qu'on détermine sur le signal des durées successives pendant lesquelles la tension est constamment croissante et on coupe le démarreur lorsque l'une de ces durées devient supérieure à un seuil donné et en ce qu'on donne à ce seuil des valeurs distinctes d'une part pendant une période de scrutation déclenchée à la fermeture du contacteur du démarreur et d'autre part au delà de cette période de scrutation, la période de scrutation étant d'une durée choisie suffisante pour englober les cas o la première et la deuxième ondulations de début de compression sont sensiblement confondues. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les valeurs du seuil pendant la période de scrutation et au delà de celle-ci sont fonction de la température. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, au-delà de la période de scrutation, la valeur seuil est fonction pour chaque nouvelle ondulation d'une (ou de) durée(s) de l'ondulation (ou des ondulations) précédente(s). 4. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que pendant la période de scrutation, on ne commence à déterminer les durées successives pendant lesquelles la tension est constamment croissante qu'après un temps d'initialisation donné. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que pendant la période de scrutation et au-delà, on mémorise les valeurs de signal correspondant à la valeur maximale des tensions crêtes et en ce qu'au delà de la période de scrutation, on ne détermine une durée pendant laquelle la tension est constamment croissante, qu'à partir de l'instant o le signal atteint la valeur précédemment mémorisée correspondant à la valeur de tension crête maximale. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le signal sur lequel on détecte les ondulations est la tension d'alimentation du démarreur. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que pour déterminer les durées pendant lesquelles la tension est constamment croissante, on échantillonne ladite tension et on considère qu'il y a décroissance si la dernière valeur mesurée est inférieure à la valeur précédente diminuée d'une valeur constante dU et qu'il y a croissance sinon. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la valeur constante dU est comprise entre 50 et 200 millivolts. 9. Dispositif pour la commande de la coupure d'un démarreur comportant une unité de gestion qui comporte des moyens pour détecter les ondulations d'un signal correspondant à la tension ou à l'intensité du démarreur et des moyens pour couper le démarreur lorsque ces ondulations disparaissent, caractérisé en ce que cette unité de gestion met en oeuvre le traitement selon l'une des revendications précédentes. 10. Démarreur de véhicule automobile comportant un dispositif selon la revendication 9.