Brevet FR2749353A1 — publié le 19971205

La présente invention est relative aux systèmes pour la commande de l'alimentation d'un démarreur de véhicule automobile. Un système de démarrage de véhicule automobile utilise classiquement - la batterie du véhicule, - un câblage de forte section permettant l'alimentation en puissance du démarreur, - un câblage permettant la commande du démarreur lors de la fermeture de la clé de contact, - le démarreur. Les systèmes de démarrage les plus perfectionnés comportent également une commande électronique permettant de gérer et contrôler le démarrage lorsque le démarreur est actionné. Cette commande est soit intégrée dans le démarreur, soit disposée dans un boîtier séparé, soit encore intégrée dans le calculateur de bord du véhicule. Le câblage de puissance doit avoir une résistance électrique très faible pour éviter les pertes énergétiques et transmettre ainsi la puissance électrique nécessaire au démarreur. Dans le souci d'obtenir les meilleurs rendements énergétiques, cette alimentation de puissance ne comporte pas de protection contre les court-circuits en effet, ces protections amènent un accroissement important de la résistance électrique d'alimentation du démarreur. De ce fait, il arrive que certaines avaries du démarreur, telles que des court-circuits dus à des défaillances des isolants des conducteurs sous tension, empêchent le démarreur de fonctionner. Ce non fonctionnement est accompagné d'une chute de la résistance interne du démarreur, d'où une très forte intensité débitée par la batterie. Il s'ensuit un fort échauffement du câblage d'alimentation et du démarreur. Dans cette situation, si l'utilisateur ne coupe pas suffisamment rapidement l'alimentation du démarreur, l'échauffement des câbles est tel qu'il peut y avoir destruction des isolants, avec possibilité d'auto-inflammation de ceux-ci, et par suite, risque d'incendie du véhicule. Le même type de risque apparaît en cas de tentative de démarrage lorsque le moteur thermique est bloqué suite à une avarie mécanique. On peut également avoir un risque similaire lorsque le démarreur tourne trop lentement : la chute de la force contre-électromotrice du moteur électrique provoque un fort courant absorbé par le démarreur qui est dissipé non pas en puissance mécanique, mais en pertes joules dans le bobinage du démarreur. Cette situation se produit notamment en fin de décharge de batterie ; on risque alors la détérioration de la batterie, la destruction du démarreur par échauffement et l'incendie du véhicule. Un but de l'invention est de proposer un système de démarrage qui permet de résoudre ces problèmes. Elle propose à cet effet un système de commande de l'alimentation d'un démarreur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de temporisation pour déclencher une période de scrutation lors de la fermeture de l'interrupteur de démarrage, ainsi que des moyens pour détecter un défaut dans la mise en rotation du moteur thermique pendant cette période de scrutation et pour commander l'ouverture d'un interrupteur qui commande l'alimentation du moteur électrique du démarreur, lorsqu'un tel défaut est détecté. Un tel système présente de nombreux avantages - il évite la détérioration des câbles de batterie et de la batterie en cas de court-circuit du démarreur, - il évite la détérioration des câbles de batterie, de la batterie et du démarreur en cas de blocage du moteur thermique. Ce système est avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possible: - les moyens de détection d'un défaut dans la mise en rotation du moteur thermique comportent des moyens pour détecter un signal cyclique caractéristique de la rotation du moteur thermique -le signal cyclique est un signal correspondant à la tension, à l'intensité de courant ou à la puissance d'alimentation du moteur électrique du démarreur - la durée de la période de scrutation est de l'ordre de 0,2 à 0,5 seconde - le système comporte un compteur recevant des impulsions correspondant au signal cyclique, ainsi qu'un comparateur recevant en entrée d'une part le signal en sortie de l'unité de temporisation et d'autre part le signal en sortie du compteur, ledit comparateur commandant l'ouverture de l'interrupteur qui commande l'alimentation du moteur électrique du démarreur lorsqu'aucune impulsion n'est décomptée par le compteur pendant la période de scrutation - le comparateur est une porte logique de type NON ET - une autre sortie du compteur est reliée par une porte logique de type NON ET à l'entrée de celui-ci, de sorte que ledit compteur est bloqué à partir d'un nombre d'impulsion(s) suffisant - les moyens de temporisation commandent l'ouverture de l'interrupteur de commande de l'alimentation du moteur électrique du démarreur à l'issue de la période de scrutation et le système comporte des moyens pour réinitialiser la période de scrutation à chaque impulsion d'un train d'impulsions qui correspond au signal cyclique - le système comporte des moyens pour générer une impulsion pour armer les moyens de temporisation à la fermeture de l'interrupteur de démarrage du véhicule. - il comporte des moyens de filtrage du signal cyclique. 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 - la figure 1 est un schéma de principe d'un circuit de commande d'alimentation conforme à un mode de réalisation de l'invention - la figure 2 est un schéma détaillé d'un mode de réalisation possible pour le circuit de la figure 1 ; - la figure 3 est un schéma qui illustre le principe d'un autre mode de réalisation possible pour l'invention - la figure 4 est un schéma détaillé d'un mode de réalisation possible pour le circuit de la figure 3 ; - la figure 5 est un schéma qui illustre une autre variante de réalisation possible pour l'invention. On a représenté sur la figure 1 un moteur M d'un démarreur D, dont l'alimentation est commandée par un relais référencé par 1 dans son ensemble. Ce moteur M est monté entre la masse et une borne B+ d'alimentation à la tension de la batterie du véhicule, le contact la du relais 1 étant interposé entre le moteur M et ladite borne B+. Le relais 1 comporte également des bobinages lb et 1c d'appel et de maintien, dont une extrémité commune est reliée à la borne B+ par un interrupteur commandé (transistor T) et par l'interrupteur de contact du véhicule automobile (interrupteur 2) ou d'une manière plus générale par l'interrupteur de démarrage du moteur thermique du véhicule. A leur autre extrémité, les bobinages lb et lc sont respectivement reliés au point commun entre le contact la et le moteur M, et à la masse. L'interrupteur T est piloté, de façon connue en soi, par une unité électronique de gestion 3. il est en outre également piloté par des moyens de protection P qui permettent de bloquer le transistor T lorsqu'un défaut de fonctionnement du démarreur est détecté. Ces moyens P comportent - des moyens 4 pour la détection des ondulations de tension ; ces moyens 4 reçoivent en entrée la tension d'alimentation du moteur M, le signal S1 en sortie desdits moyens passant au niveau 0 en présence d'ondulation sur ladite entrée, - une unité de temporisation 5 déclenchée par la fermeture de la clé de contact, dont la sortie S2 reste au niveau 0 pendant un temps supérieur ou égal au temps nécessaire au début de la rotation du moteur thermique qui correspond à l'apparition des ondulations de tension, - un comparateur 6 qui reçoit les sorties des moyens 4 et de l'unité 5 et qui permet de vérifier la relation S1=S2=1, relation qui est satisfaite lorsqu'il n'y a pas d'ondulation pendant la période de scrutation. Un montage, illustré par le circuit 7 sur la figure 1, permet au comparateur 6 d'activer le blocage du transistor T lorsque cette relation est satisfaite. La durée de scrutation est avantageusement choisie de l'ordre de 0,2 à 0,5 seconde. On a illustré sur la figure 2 un exemple de réalisation pour le montage de la figure 1. Dans cet exemple, les moyens 4 de détection d'ondulations comprennent un compteur 9 qui reçoit en entrée le signal en sortie d'un amplificateur 8. L'une des entrées de cet amplificateur 8 est reliée à l'interrupteur de contact 2 par l'intermédiaire d'une résistance R1 et d'un condensateur C1. Elle est également reliée à la masse par l'intermédiaire d'une diode D et d'un condensateur C2 montés en parallèle. L'autre entrée de l'amplificateur 8 est alimentée en tension par l'intermédiaire de résistances formant un pont diviseur. La résistance R1 et les condensateurs C1 et C2 constituent des moyens de filtrage, qui permettent de réduire le bruit du signal de tension d'alimentation de la borne B+ et d'extraire la composante alternative de celuici. La diode D élimine l'onde négative. L'onde positive est amplifiée par l'amplificateur 8, dont la sortie est un signal rectangulaire qui est envoyé sur l'entrée du compteur 9. L'unité de temporisation 5 est au niveau 0 pendant toute la période de scrutation déclenchée par la fermeture de l'interrupteur de contact 2 et passe au niveau 1 à l'issue de cette période. Son signal de sortie et celui de l'une des sorties du compteur 9 (sortie "0") sont envoyés respectivement sur les entrées el et e2 d'une porte 11 de type NON ET ("NAND" selon la terminologie anglo-saxonne). Cette porte 11 constitue le comparateur 6 du schéma de principe de la figure 1. Cette sortie "0" du compteur 9 est au niveau 1, tant que le démarreur est bloqué et qu'aucune ondulation n'est détectée. L'entrée el de la porte 11 est alors également au niveau 1. La deuxième entrée e2 de la porte 11 est égale à 0 pendant toute la période de temporisation. A l'issue de cette période, l'entrée e2 devient égale à 1. La sortie de la porte 11 passe donc à 0, et bloque le transistor T à l'issue de la période de scrutation, si pendant cette période de scrutation, la sortie "0" du compteur 9 est restée au niveau 1, c'est à dire si aucune ondulation n'a été décomptée par ledit compteur 9. Par contre, lorsque le démarreur fonctionne normalement, la première ondulation de sa tension d'alimentation fait passer la sortie "1" du compteur 9 du niveau 0 au niveau 1 ; dans le même temps, la sortie "0" et l'entrée el de la porte 11 repassent au niveau 0. La sortie de la porte 11 NON ET est alors au niveau 1, ce qui est sans effet sur la grille du transistor, en raison de la présence de la diode 12. Une porte 10 NON ET est prévue entre la sortie "1" du compteur 9 et l'entrée dudit compteur. La sortie de ladite porte 10 est reliée à ladite entrée par l'intermédiaire d'une diode 10a, qui conduit de ladite entrée vers ladite sortie. Dans le cas du fonctionnement normal, la sortie de ladite porte 10 et l'entrée du compteur 9 passent au niveau 0 à la première impulsion, ce qui bloque ledit compteur et permet d'éviter de repasser au bout d'un certain nombre d'impulsions par la valeur 0 pour la sortie On se réfère maintenant à la figure 3 sur laquelle on a illustré le principe d'une deuxième solution conforme à l'invention. La commande de l'alimentation du moteur M y est assurée, comme pour la variante des figures 1 et 2, par un contact 1, un transistor T, un interrupteur de contact 2 et une unité de gestion 3 complétés par des moyens de protection référencés par P dans leur ensemble. Ces moyens de protection comportent également des moyens de détection d'ondulation, ces moyens ayant été référencés par 14 sur la figure 3. La sortie de ces moyens 14 est reliée à l'entrée d'une unité de temporisation 15, de telle sorte que chaque ondulation déclenche le passage en position haute de la sortie de ladite unité 15 pour une durée prédéterminée, qui est par exemple de l'ordre de 0,2 à 0,5 seconde. La sortie de cette unité de temporisation 15 est reliée à la base du transistor T par l'intermédiaire d'une diode Dl qui est passante de ladite base vers l'unité de temporisation 15. Toute nouvelle impulsion sur l'entrée de l'unité de temporisation 15 réinitialise la temporisation. La sortie haute de l'unité de temporisation 15 est sans action sur l'état du transistor T ; cette situation se produit lors du fonctionnement normal du démarreur car les ondulations de démarrage ont une période inférieure à celle du basculement de l'unité de temporisation 15 qui reste ainsi en permanence à l'état haut. Si le démarreur est bloqué, l'unité de temporisation 15 n'est pas réinitialisée et bascule à l'état bas de sorte que le transistor T se bloque et stoppe le fonctionnement du démarreur. Le même phénomène se produit lorsque le démarreur ralentit anormalement au cours du démarrage en raison d'une batterie qui se décharge ou d'un début d'anomalie sur le démarreur. Afin d'assurer le départ correct du système, un générateur d'impulsion 16 permet, à la fermeture de la clé de contact, et avant même que le démarreur n'ait commencé à tourner, de faire basculer l'unité de temporisation en position haute. La figure 4 présente un exemple de réalisation détaillé. L'unité 14 de détection d'ondulation comporte un amplificateur 8, des moyens de filtrage constitués par une résistance R1, un condensateur C1 et un condensateur C2, ainsi qu'une diode D, dont le montage est analogue à celui de la figure 2. Les moyens de filtrage permettent de réduire le bruit du signal de tension et permettent aussi d'extraire la composante alternative du signal de tension. La diode D élimine l'onde négative. L'onde positive étant amplifiée par l'amplificateur 8, on obtient à la sortie de ce montage un signal rectangulaire qui est envoyé sur l'entrée de l'unité de temporisation 15. Le générateur d'impulsions 16 comporte quant à lui un condensateur C3 monté entre l'unité de temporisation 15 et le contact 2, ainsi qu'une résistance R2 montée entre la masse et l'entrée de l'unité de temporisation 15. Un tel système présente l'avantage d'éviter la détérioration des câbles de batterie ou de la batterie dans le cas de court-circuits sur le démarreur, ainsi que d'éviter la détérioration des câbles de batterie, de la batterie et du démarreur dans le cas du blocage du moteur thermique, ou d'une rotation trop lente suite à une anomalie du démarreur ou moteur thermique ou suite à une décharge de batterie. Dans les variantes décrites ci-dessus en référence aux figures 1 à 4, on utilise les ondulations de tension pour caractériser la rotation du moteur thermique qui, lui-même, caractérise le bon fonctionnement du démarreur. On peut aussi utiliser, en variante, l'information donnée par le capteur de position du vilebrequin situé sur le volant d'inertie et servant au calculateur d'injection et d'allumage : on dispose de deux impulsions (ou plus) par tour caractérisant la rotation du moteur. Ces impulsions, moyennant un éventuel conditionnement pour assurer la compatibilité avec le reste du circuit, sont directement utilisables pour attaquer l'entrée du compteur de la figure 2 ou de l'unité de temporisation de la figure 4. Un exemple en ce sens a été illustré sur la figure 5 sur laquelle un signal I correspondant aux impulsions de contrôle moteur est envoyé en entrée de l'unité de temporisation 15, à la place de la sortie des moyens 14 de détection d'ondulation. REVENDICATIONS 1. Système de commande de l'alimentation d'un démarreur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de temporisation (5, 15) pour déclencher une période de scrutation lors de la fermeture de l'interrupteur de démarrage, ainsi que des moyens (8 à 11 ; 14) pour détecter un défaut dans la mise en rotation du moteur thermique pendant cette période de scrutation et pour commander l'ouverture d'un interrupteur (T) qui commande l'alimentation du moteur électrique (M) du démarreur, lorsqu'un tel défaut est détecté. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (8 à 11 ; 14) de détection d'un défaut dans la mise en rotation du moteur thermique comportent des moyens pour détecter un signal cyclique caractéristique de la rotation du moteur thermique. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le signal cyclique est un signal correspondant à la tension, à l'intensité de courant ou à la puissance d'alimentation du moteur électrique du démarreur. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la durée de la période de scrutation est de l'ordre de 0,2 à 0,5 seconde. 5. Système selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un compteur (9) recevant des impulsions correspondant au signal cyclique, ainsi qu'un comparateur (11) recevant en entrée d'une part le signal en sortie de l'unité de temporisation (5) et d'autre part le signal en sortie du compteur (9), ledit comparateur (11) commandant l'ouverture de l'interrupteur (T) qui commande l'alimentation du moteur électrique (M) du démarreur lorsqu'aucune impulsion n'est décomptée par le compteur (9) pendant la période de scrutation. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le comparateur (11) est une porte logique de type NON ET. 7. Système selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'une autre sortie du compteur (9) est reliée par une porte logique (10) de type NON ET à l'entrée de celui-ci, de sorte que ledit compteur (9) est bloqué à partir d'un nombre d'impulsion(s) suffisant. 8. Système selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens de temporisation (15) commandent l'ouverture de l'interrupteur (T) de commande de l'alimentation du moteur électrique (M) du démarreur à l'issue de la période de scrutation et en ce qu lil comporte des moyens pour réinitialiser la période de scrutation à chaque impulsion d'un train d'impulsions qui correspond au signal cyclique. 9. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (16) pour générer une impulsion pour armer les moyens de temporisation (15) à la fermeture de l'interrupteur de démarrage du véhicule (2). 10. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de filtrage (R1, C1, C2) du signal cyclique.