Brevet FR2759821A1 — publié le 19980821

DISPOSITIF DE COMMANDE POUR GÉNÉRATEUR D'AUTOMOBILE Contexte de l'invention Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de commande pour commander un générateur monté sur un véhicule tel qu'une automobile. Description de l'art antérieur La figure 5 est un schéma de câblage d'un dispositif de commande pour générateur d'automobile de l'art antérieur, décrit dans la demande de brevet Japonaise mise à l'inspection publique N" Sho 62104500. Dans la figure 5, la référence numérique 1 désigne un générateur de courant alternatif ayant un bobinage d'induit 101 et un bobinage excitateur 102. On a représenté en 2 un redresseur pleine onde ayant des diodes de redressement 203 à 208 pour redresser la sortie du générateur de courant alternatif 1, en 201, une borne de sortie du côté positif du redresseur pleine onde 2, et en 202, une borne de sortie du côté négatif du redresseur pleine onde 2. On a représenté en 3 un régulateur de tension destiné à réguler la tension de sortie du générateur de courant alternatif 1 à une valeur prédéterminée et ayant un transistor de puissance 301 pour commander un courant excitateur passant de façon intermittente à travers le bobinage excitateur 102 du générateur de courant alternatif 1. Une résistance de détection de courant 302 est connectée à l'émetteur du transistor de puissance 301 et à la masse. On a représenté en 4 un limiteur de courant excitateur destiné à limiter la valeur maximale du courant excitateur passant dans le bobinage excitateur 102 à une valeur prédéterminée. Ce limiteur de courant excitateur 4 a un comparateur 403 pour comparer un courant excitateur détecté par la résistance de détection de courant 302 du régulateur de tension 3 avec une valeur nominale obtenue en divisant une tension provenant d'une source de tension constante A par des résistances de division de tension 401 et 402 afin de commander le transistor de puissance 301 du dispositif de commande de tension 3. On a représenté en 5 une batterie de stockage qui est chargée par la sortie redressée du générateur de courant alternatif 1. La figure 4 est un diagramme représentant les caractéristiques de sortie du dispositif de commande de l'art antérieur en fonction de la température du générateur et des caractéristiques de sortie des dispositifs de commande de modes de réalisation 1, 2 et 3 de la présente invention qui seront décrits en ce qui concerne la température du générateur. En ce qui concerne la relation entre la température du générateur et le courant excitateur de la figure 4, on a représenté en 54 les caractéristiques de sortie du générateur lui-même et en 55, les caractéristiques de sortie du dispositif de commande de l'art antérieur. En ce qui concerne la relation entre la température du générateur et le courant de sortie du générateur, on a représenté en 51 les caractéristiques de sortie du générateur lui-même, et en 52, les caractéristiques de sortie du dispositif de commande de l'art antérieur. Dans le cas du dispositif de commande de l'art antérieur, comme illustré dans la figure 4, le courant excitateur est commandé de façon à ne pas dépasser une valeur prédéterminée à une température inférieure à une température prédéterminée (caractéristiques de sortie 52 et 55). Dans le cas du dispositif de commande destiné à un générateur d'automobile de l'art antérieur décrit ci-dessus, bien que le courant excitateur du générateur, lorsqu'il est froid, puisse être limité à un niveau donné lorsqu'il est chaud, il est impossible de satisfaire à une exigence de réduction du couple d'entraînement du générateur lorsqu'il est froid. Par conséquent, notamment aux faibles températures, la charge du couple d'entraînement affecte le moteur à combustion interne qui est une source d'entraînement du générateur, ce qui a pour résultat que l'aptitude au démarrage et la stabilité de la vitesse de rotation immédiatement après le démarrage du moteur à combustion interne se dégradent. De plus, lorsque le degré de limitation aux faibles températures est fixé à une valeur élevée, la puissance de sortie du générateur, dans une gamme de températures donnée, est réduite. RÉSUMÉ DE L'INVENTION La présente invention, qui a été réalisée dans le but de résoudre le problème mentionné ci-dessus, a pour but de fournir un dispositif de commande pour générateur d'automobile pouvant améliorer l'aptitude au démarrage d'un moteur à combustion interne aux faibles températures et présentant une excellente stabilité de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne immédiatement après le démarrage. Conformément à un premier aspect de la présente invention, celle-ci fournit un dispositif de commande pour un générateur d'automobile qui permet d'améliorer l'aptitude au démarrage d'un moteur à combustion interne aux basses températures et présente une excellente stabilité de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne immédiatement après le démarrage. Selon un premier aspect de la présente invention, celle-ci fournit un dispositif de commande pour générateur d'automobile qui fait croître la valeur maximale du courant excitateur d'un générateur monté sur un véhicule à mesure que la température du générateur augmente et commande la valeur maximale de façon qu'elle ne dépasse pas une valeur prédéterminée à une température prédéterminée. Selon un second aspect de la présente invention, celle-ci fournit un dispositif de commande pour un générateur d'automobile permettant d'ajuster la sortie du générateur monté sur un véhicule en commandant le courant excitateur du générateur, comprenant des moyens de régulation de tension pour commander la sortie du générateur, des moyens de limitation de courant excitateur pour limiter la valeur maximale du courant excitateur à une valeur prédéterminée, et des moyens de réglage de la limite du courant excitateur pour commander la valeur maximale du courant excitateur qui est limitée par les moyens de limitation de courant excitateur afin qu'elle croisse lorsque la température du générateur augmente et qu'elle ne dépasse pas une valeur prédéterminée lorsque la température du générateur est une température prédéterminée. Selon un troisième aspect de la présente invention, celle-ci fournit un dispositif de commande pour générateur d'automobile dans lequel les moyens de réglage de la limite du courant excitateur divisent une tension prédéterminée en connectant en série une première résistance et une seconde résistance ayant un coefficient de température positif plus grand que le coefficient de température de la première résistance, et règle la valeur maximale du courant excitateur conformément à cette tension divisée. Les buts, caractéristiques et avantages de l'invention mentionnés ci-dessus, ainsi que d'autres, ressortiront de la description détaillée présentée ci-dessous en référence aux dessins annexés. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un schéma de câblage d'un dispositif de commande pour générateur d'automobile conforme au mode de réalisation 1 de la présente invention la figure 2 est un schéma de câblage d'un limiteur de courant excitateur d'un dispositif de commande destiné à un générateur d'automobile conforme au mode de réalisation 2 de la présente invention la figure 3 est un schéma de câblage d'un limiteur de courant excitateur d'un dispositif de commande destiné à un générateur d'automobile conforme au mode de réalisation 3 de la présente invention la figure 4 est un schéma de câblage représentant les caractéristiques de sortie d'un dispositif de commande de l'art antérieur en fonction de la température du générateur, et les caractéristiques de sortie des dispositifs de commande des modes de réalisation 1, 2 et 3 de la présente invention en fonction de la température du générateur ; et la figure 5 est un schéma de câblage d'un dispositif de commande pour générateur d'automobile de l'art antérieur. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Mode de réalisation 1 La figure 1 est un schéma de câblage d'un dispositif de commande pour générateur d'automobile conforme au premier mode de réalisation de la présente invention. Dans la figure 1, des éléments identiques ou correspondants sont désignés par les mêmes références numériques que celles de la figure 5 et leurs descriptions sont omises. Dans le limiteur 4 de courant excitateur de la figure 1, on a représenté en 411 une thermistance en tant que moyen de réglage de la limite du courant excitateur, destinée à limiter la valeur maximale du courant excitateur passant dans le bobinage excitateur 102 du générateur de courant alternatif 1 à un faible niveau aux basses températures et à un niveau élevé aux températures élevées, qui est connectée aux bornes d'entrée non inverseuses de la source A de tension constante et du comparateur 403. On a représenté en 412 une résistance connectée à la borne d'entrée non inverseuse du comparateur 403 et à la masse. Un potentiel divisé par la thermistance 411 et la résistance 412 est appliqué à la borne d'entrée non inverseuse du comparateur 403. Un potentiel présent au point de connexion entre la thermistance 302 et l'émetteur du transistor de puissance 301 est fourni à la borne d'entrée inverseuse du comparateur 403 et la sortie du comparateur 403 est appliquée à la base du transistor de puissance 301. On fournit ci-après une description du fonctionnement de ce mode de réalisation. Lorsqu'un moteur à combustion interne non représenté est démarré, le générateur de courant alternatif 1 fonctionne et la sortie à puissance alternative du bobinage d'induit 101 est appliquée au redresseur pleine onde 2, est redressée et est appliquée à la batterie de stockage 5 sous la forme d'un courant continu. La batterie de stockage 5 est ainsi chargée. La sortie de puissance du générateur de courant alternatif 1 est ajustée par commande du courant excitateur passant dans le bobinage excitateur 102. En premier lieu, lorsque le moteur à combustion interne est démarré, sa température est faible et la température du générateur de courant alternatif 1 est également faible. Lorsque le générateur de courant alternatif 1 fonctionne, la température du générateur de courant alternatif 1 luimême augmente à mesure que le temps s'écoule, la résistance du bobinage augmente et la sortie de puissance du générateur de courant alternatif 1 présente les caractéristiques de sortie 51 et 54 du générateur lui-même, qui sont illustrées dans la figure 4. Plus précisément, à mesure que la température augmente, les résistances de bobinage du bobinage d'induit 101 et du bobinage excitateur 102 augmentent, tandis que le courant excitateur et le courant de sortie du générateur diminuent. Par conséquent, pour éviter que le courant excitateur et le courant de sortie du générateur ne décroissent à mesure que la température augmente, la thermistance 411 est utilisée dans le mode de réalisation 1 de la présente invention en tant que moyen de réglage de la limite du courant excitateur. Comme cette thermistance 411 a un coefficient de température négatif, la valeur de la résistance est élevée aux faibles températures et décroît lorsque la température augmente. Par conséquent, le potentiel sur la borne d'entrée non inverseuse du comparateur 403 croît lorsque la température augmente et la tension de sortie du générateur 403 croît. De ce fait, le transistor de puissance 301 est utilisé pour laisser passer une grande quantité du courant excitateur du bobinage excitateur 102 et est commandé pour maintenir la puissance de sortie du générateur de courant alternatif 1 à un niveau constant. En d'autres termes, comme illustré dans la figure 4, conformément au mode de réalisation 1 de la présente invention, la relation caractéristique entre la température du générateur et le courant excitateur, se transforme en la caractéristique indiquée en 56 et la relation caractéristique entre la température et le courant de sortie du générateur se transforme en la caractéristique indiquée en 53. Cela signifie que la valeur maximale du courant excitateur est fixée à un faible niveau aux basses températures et à un niveau élevé aux températures élevées. Par conséquent, le courant excitateur est maintenu pratiquement à un niveau constant du fait de la caractéristique 54 du générateur lui-même et de la caractéristique 56 du dispositif de commande, et le courant de sortie du générateur est maintenu pratiquement à un niveau constant du fait de la caractéristique 51 du générateur lui-même et de la caractéristique 53 du dispositif de commande. Dans ce mode de réalisation, comme le montre la caractéristique de température de la figure 4, le dispositif de commande effectue une commande telle que la valeur maximale du courant excitateur croisse d'environ 2 A à environ 9 A, proportionnellement à l'augmentation de température du générateur de -40 C à 80"C. Cependant, la commande peut ne pas être une commande proportionnelle exacte. Conformément au mode de réalisation 1 décrit ci-dessus, comme la valeur maximale du courant excitateur du générateur de courant alternatif est fixée à un faible niveau aux basses températures et à un niveau élevé aux températures élevées par la thermistance, la valeur limite du courant excitateur a une caractéristique de température positive, ce qui rend possible la diminution du courant excitateur aux basses températures, pour alléger la charge du couple d'entraînement imposée au moteur à combustion interne au moment du démarrage aux basses températures, ou lors d'un fonctionnement à basses températures, et de façon à ne pas dégrader la sortie de puissance dans une gamme de températures donnée. Par conséquent, l'aptitude au démarrage du moteur à combustion interne aux faibles températures est fortement améliorée et la stabilité de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne immédiatement après le démarrage est améliorée. Mode de réalisation 2 La figure 2 est un schéma de câblage d'un limiteur de courant excitateur dans un dispositif de commande pour générateur d'automobile conforme au mode de réalisation 2 de la présente invention. L'ensemble de la configuration du dispositif de commande du mode de réalisation 2 est représenté dans la figure 1 et est identique à celui de la figure 2, excepté que le limiteur de courant excitateur 4 de la figure 1 est remplacé par le limiteur de courant excitateur 4 de la figure 2. Dans le limiteur de courant excitateur 4 de la figure 2, on a représenté en 422 une thermistance à coefficient positif (dispositif dont la résistance croît lorsque la température augmente) en tant que moyen de réglage de la limite du courant excitateur, pour régler la valeur maximale prédéterminée du courant excitateur passant dans le bobinage excitateur 102 du générateur de courant alternatif 1 (voir figure 1) à un faible niveau aux faibles températures, et à un niveau élevé aux températures élevées. Une extrémité de cette thermistance positive 422 est connectée à la source A de tension constante par l'intermédiaire d'une résistance 421, et son autre extrémité est reliée à la masse. Le point de connexion entre la thermistance positive 422 et la résistance 421 est connecté à la borne d'entrée non inverseuse du comparateur 403. On fournit ci-après une description du fonctionnement de ce mode de réalisation. Comme le fonctionnement général a été décrit à propos de la figure 1, on décrit ci-après un aspect caractéristique du fonctionnement de ce dispositif. Pour éviter que le courant excitateur et que le courant de sortie du générateur ne décroissent lorsque la température augmente, la thermistance à coefficient positif 422 est utilisée dans le mode de réalisation 2 comme moyen de réglage de la limite du courant excitateur. Comme cette thermistance à coefficient positif 422 a un coefficient de température positif (plus grand que celui de l'autre résistance 421), la valeur de sa résistance est faible aux faibles températures et croît lorsque la température croît. Par conséquent, le potentiel de la borne d'entrée non inverseuse du comparateur 403 croît lorsque la température augmente et le potentiel de sortie du comparateur 403 croît également. De ce fait, le transistor de puissance 301 (voir figure 1) a pour rôle de laisser passer une grande partie du courant excitateur du bobinage excitateur 102 et est régulé pour maintenir la sortie de puissance du générateur de courant alternatif 1 à un niveau constant. En d'autres termes, comme illustré dans la figure 4, dans le mode de réalisation 2 de la présente invention, la caractéristique de la relation entre la température du générateur et le courant excitateur se transforme en la caractéristique indiquée en 56, et la caractéristique de la relation entre la température du générateur et le courant de sortie du générateur, se transforme en la caractéristique indiquée en 53. Cela signifie que la valeur maximale prédéterminée du courant excitateur est fixée à un faible niveau aux faibles températures et à un niveau élevé aux températures élevées. Par conséquent, le courant excitateur est maintenu pratiquement à un niveau constant du fait de la caractéristique 54 du générateur lui-même et de la caractéristique 56 du dispositif de commande, et le courant de sortie du générateur est maintenu pratiquement à un niveau constant du fait de la caractéristique 51 du générateur lui-même et de la caractéristique 53 du dispositif de commande. Conformément au mode de réalisation 2 décrit ci-dessus, comme la valeur maximale du courant excitateur du générateur de courant alternatif est fixée à un faible niveau aux faibles températures et à un niveau élevé aux températures élevées par la thermistance à coefficient positif, la valeur limite du courant excitateur a une caractéristique de température positive, ce qui rend possible la diminution du courant excitateur aux faibles températures, et une diminution de la charge imposée par le couple d'entraînement au moteur à combustion interne au moment du démarrage aux faibles températures ou lors d'un fonctionnement à faible température, et de ne pas dégrader la puissance de sortie dans une gamme de températures effective. Par conséquent, l'aptitude au démarrage du moteur à combustion interne aux faibles températures est fortement améliorée et la stabilité de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne immédiatement après le démarrage est augmentée. Mode de réalisation 3 La figure 3 est un schéma de câblage d'un limiteur de courant excitateur dans un dispositif de commande pour générateur d'automobile conforme au mode de réalisation 3 de la présente invention. L'ensemble de la configuration du dispositif de commande du mode de réalisation 3 est illustré dans la figure 1 et est identique à celui de la figure 1, excepté que le limiteur de courant excitateur 4 de la figure 1 est remplacé par le limiteur de courant excitateur 4 de la figure 3. Dans le limiteur de courant excitateur 4 de la figure 3, on a représenté en 431 une diode en tant que moyen de réglage de la limite du courant excitateur pour régler la valeur maximale prédéterminée du courant excitateur passant dans le bobinage excitateur 102 du générateur de courant alternatif 1 (voir figure 1) à un faible niveau aux faibles températures, et à un niveau élevé aux températures élevées. L'anode de cette diode 431 est connectée à la source A de tension constante et sa cathode est reliée à la masse par l'intermédiaire de résistances 432 et 433. Le point de connexion entre les résistances 432 et 433 est connecté à la borne d'entrée non inverseuse du comparateur 403. On fournit ci-après une description du fonctionnement de ce mode de réalisation. Comme le fonctionnement général a déjà été décrit à propos de la figure 1, on ne fournira ci-après qu'un aspect caractéristique de ce fonctionnement. Pour éviter qu'un courant excitateur et que le courant de sortie du générateur ne décroissent lorsque la température augmente, la diode 431 est prévue dans le mode de réalisation 3 en tant que moyen de réglage de la limite du courant excitateur. Comme cette diode 431 a une caractéristique positive vis-à-vis de la température, sa résistance en sens direct est élevée aux faibles températures et décroît lorsque la température augmente. Par conséquent, le potentiel de la borne d'entrée non inverseuse du comparateur 403 croît lorsque la température augmente et le potentiel de sortie du comparateur 403 croît également. De ce fait, le transistor de puissance 301 (voir figure 1) est utilisé pour laisser passer une partie importante du courant excitateur du bobinage excitateur 102 et est commandé de façon à maintenir la puissance de sortie du générateur de courant alternatif 1 à un niveau constant. En d'autres termes, comme illustré dans la figure 4, dans le mode de réalisation 3 de la présente invention, la relation caractéristique entre la température du générateur et le courant excitateur se transforme en la caractéristique indiquée en 56, et la relation caractéristique entre la température du générateur et le courant de sortie du générateur se transforme en la caractéristique indiquée en 53. Cela signifie que la valeur maximale prédéterminée du courant excitateur est fixée à un faible niveau aux faibles températures et à un niveau élevé aux températures élevées. Par conséquent, le courant excitateur est maintenu pratiquement à un niveau constant du fait de la caractéristique 54 du générateur lui-même et de la caractéristique 56 du dispositif de commande, et le courant de sortie du générateur est maintenu à un niveau pratiquement constant du fait de la caractéristique 51 du générateur lui-même et de la caractéristique 53 du dispositif de commande. Conformément au mode de réalisation 3 décrit ci-dessus, comme la valeur maximale du courant excitateur du générateur de courant alternatif est fixée par la diode à un faible niveau aux faibles températures et à un niveau élevé aux températures élevées, la valeur limite du courant excitateur a une caractéristique de température positive, ce qui rend possible la diminution du courant excitateur aux faibles températures, la diminution de la charge imposée par le couple d'entraînement au moteur à combustion interne au moment du démarrage aux faibles températures ou lors d'un fonctionnement à faible température, et ce qui évite une dégradation de la puissance de sortie dans une gamme de températures effective. Par conséquent, l'aptitude au démarrage du moteur à combustion interne aux faibles températures est fortement améliorée et la stabilité de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne immédiatement après le démarrage est augmentée. Conformément au premier aspect de la présente invention, comme la valeur maximale du courant excitateur du générateur monté sur un véhicule est régulée de façon à croître lorsque la température du générateur augmente et à ne pas dépasser une valeur prédéterminée lorsque la température du générateur est à une valeur prédéterminée, la valeur limite du courant excitateur a une caractéristique de température positive, ce qui permet de réduire le courant excitateur aux faibles températures, de réduire la charge imposée par le couple d'entraînement au moteur à combustion interne au moment du démarrage aux faibles températures ou lors d'un fonctionnement à faible température, et ce qui évite une dégradation de la puissance de sortie dans une gamme de températures effective. Par conséquent, l'aptitude au démarrage du moteur à combustion interne aux faibles températures est fortement améliorée et la stabilité de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne immédiatement après le démarrage est augmentée. Selon le second aspect de la présente invention, le dispositif de commande comprend des moyens de régulation de tension pour commander la sortie du générateur en commandant le courant excitateur, des moyens de limitation du courant excitateur pour limiter la valeur maximale du courant excitateur à une valeur prédéterminée, et des moyens de réglage de la limite du courant excitateur pour commander la valeur maximale du courant excitateur limitée par le moyen de limitation de courant excitateur afin qu'elle croisse lorsque la température du générateur augmente et qu'elle ne dépasse pas une valeur prédéterminée lorsque la température du générateur est égale à une valeur prédéterminée. Par conséquent, la stabilité de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne immédiatement après le démarrage peut également être améliorée. Conformément au troisième aspect de la présente invention, comme le moyen de réglage de la limite du courant excitateur divise une tension prédéterminée en connectant en série une première résistance et une seconde résistance ayant un coefficient de température positif plus grand que le coefficient de température de la première résistance, et en réglant la valeur maximale du courant excitateur conformément à cette tension divisée, la stabilité de la vitesse de rotation du moteur à combustion interne immédiatement après le démarrage peut également être améliorée au moyen d'une configuration de circuit relativement simple. REVEND I CATIONS 1. Dispositif de commande pour générateur d'automobile qui commande la valeur maximale du courant excitateur d'un générateur monté sur un véhicule pour qu'elle croisse lorsque la température du générateur augmente et qu'elle ne dépasse pas une valeur prédéterminée lorsque la température du générateur est une température prédéterminée. 2. Dispositif de commande pour générateur d'automobile destiné à ajuster la sortie d'un générateur monté sur un véhicule en commandant le courant excitateur du générateur, comprenant des moyens de régulation (3) de tension pour commander la sortie du générateur en commandant le courant excitateur, des moyens (4) de limitation du courant excitateur pour limiter la valeur maximale du courant excitateur à une valeur prédéterminée, caractérisé par des moyens (411, 422, 431) de réglage de la limite du courant excitateur pour commander la valeur maximale du courant excitateur limitée par les moyens de limitation du courant excitateur afin qu'elle croisse lorsque la température augmente et qu'elle ne dépasse pas une valeur prédéterminée lorsque la température du générateur est une température prédéterminée. 3. Dispositif de commande pour générateur d'automobile selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de réglage de la limite du courant excitateur divisent une tension prédéterminée en connectant une première résistance (421) et une seconde résistance (422) ayant un coefficient de température positif plus grand que le coefficient de température de la première résistance, et fixent la valeur maximale du courant excitateur en fonction de la tension divisée.