Brevet FR2770349A1 — publié le 19990430

La présente invention est relative aux dispositifs pour la commande d'un démarreur de véhicule automobile. Des dispositifs pour la commande électronique d'un démarreur sont désormais classiquement connus. Ils comportent habituellement une unité de gestion qui reçoit en entrée une information sur l'état ouvert ou fermé de l'interrupteur de démarrage - lequel est généralement actionné par une clé de contact - et commande l'alimentation du ou des bobinages d'un contacteur de puissance qui, lorsqu'il est fermé, assure l'alimentation du moteur électrique du démarreur. Ce contacteur de puissance comporte notamment un noyau mobile qui, en fin de course, ferme le circuit d'alimentation du moteur électrique du démarreur et dont le déplacement entraîne l'engagement du pignon de démarreur vers la couronne de démarrage. Cette unité de gestion sert également à gérer d'autres fonctions, comme l'arrêt automatique du démarreur ou encore les protections contre les surintensités ou contre les fausses manoeuvres, telles qu'une demande de démarrage alors que le moteur thermique est déjà en fonctionnement. Cette unité de gestion est soit intégrée au démarreur lui-même, soit logée hors du démarreur dans un boîtier spécial. En variante encore, elle peut être constituée par un système électronique déjà existant tel que le calculateur d'injection et d'allumage. Il arrive, notamment dans le cas d'une avarie quelconque sur le véhicule, que l'utilisateur fasse de multiples tentatives de démarrage successives dans l'espoir de faire démarrer le moteur. A chaque activation, le démarreur s'échauffe rapidement et sa température augmente sensiblement - quelques degrés - en fonction des caractéristiques de fonctionnement et de la durée d'activation du démarreur. Le temps de repos entre deux tentatives de démarrage successives est de l'ordre de quelques secondes et permet un refroidissement partiel. Toutefois, cette vitesse de refroidissement est très nettement plus faible que la vitesse d'échauffement, de sorte que généralement le démarreur est loin d'avoir retrouvé sa température initiale au moment d'une nouvelle réactivation. On obtient alors un effet cumulatif d'échauffement qui se traduit, si le nombre et la durée des activations sont trop élevés, par une destruction du démarreur. Or, il s'avère impossible de protéger le démarreur contre une telle destruction en imposant des temps suffisamment longs entre deux fermetures du contacteur de puissance successives: la coupure de l'alimentation de l'unité de gestion - laquelle est généralement constituée par un microprocesseur - entre deux actionnements successifs de l'interrupteur de contact empêche en effet une mesure de temps par l'horloge interne de ladite unité de gestion. Un but de l'invention est donc de proposer un dispositif pour la commande électronique d'un démarreur de véhicule automobile qui soit protégé contre des détériorations, notamment d'origine thermique, que pourraient occasionner des actionnements successifs trop rapprochés de l'interrupteur de démarrage. A cet effet, l'invention propose un dispositif pour la commande d'un démarreur de véhicule automobile comportant des moyens pour commander l'alimentation du moteur électrique du démarreur en fonction notamment de l'état ouvert ou fermé d'un interrupteur de démarrage, caractérisé en ce que ces moyens comportent notamment un circuit de type RC, qui présente une constante de temps de charge plus petite que sa constante de temps de décharge et qui se charge et se décharge selon que l'interrupteur de démarrage est fermé ou ouvert, lesdits moyens de commande comportant également des moyens qui empêchent l'alimentation du moteur lorsque la valeur de la tension aux bornes des moyens capacitifs du circuit RC est supérieure à un seuil donné. Ce dispositif est avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles: - le circuit RC est constitué de deux branches montées en parallèle, l'une qui comprend en série des premiers moyens résistifs et des moyens capacitifs, l'autre qui comprend des seconds moyens résistifs; - les moyens de commande comportent un microprocesseur qui gère l'alimentation du moteur électrique du démarreur en fonction notamment de l'état fermé ou ouvert de l'interrupteur de démarrage et le circuit RC est alimenté en tension par une sortie dudit microprocesseur; - le circuit RC est relié à une borne d'alimentation en tension par l'intermédiaire de l'interrupteur de démarrage éventuellement en série avec un circuit régulateur de tension; - les moyens de commande comportent un microprocesseur qui gère l'alimentation du moteur électrique du démarreur en fonction notamment de l'état fermé ou ouvert de l'interrupteur de démarrage et une tension correspondant à la tension aux bornes des moyens capacitifs du circuit RC est injectée sur une entrée dudit microprocesseur, ledit microprocesseur commandant le blocage de l'alimentation du moteur électrique lorsque ladite tension est supérieure à un seuil donné; - les moyens qui empêchent l'alimentation du moteur lorsque la valeur de la tension aux bornes des moyens capacitifs du circuit RC est supérieure à un seuil donné comportent un circuit analogique à comparateur à seuil; - le rapport entre les constantes de temps de charge et de décharge sensiblement égal au rapport entre les constantes de temps d'échauffement et de refroidissement du démarreur; les moyens qui empêchent l'alimentation du moteur lorsque la valeur de la tension aux bornes des moyens capacitifs du circuit RC est supérieure à un seuil donné, n'autorisent à nouveau l'alimentation du moteur électrique que lorsque ladite tension est redescendue au- dessous d'un deuxième seuil inférieur au premier; - le seuil de tension au dessus duquel la commande de l'alimentation du moteur M est bloquée est variable en fonction d'un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du démarreur et/ou du moteur thermique; - les moyens résistifs en série avec les moyens capacitifs du circuit sont variables en fonction de la température. 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 illustre un dispositif conforme à un mode de réalisation possible de l'invention; - les figures 2a à 2c illustrent une séquence de fonctionnement du dispositif de la figure 1. Sur la figure 1, on a représenté un moteur électrique M d'un démarreur de véhicule automobile, ainsi que le contacteur de puissance 1 qui commande l'alimentation de ce moteur M. Ce moteur électrique M est monté entre la masse et une borne B' à la tension d'alimentation de la batterie. Le contacteur de puissance 1 est constitué par un relais qui comprend un contact la, qui est interposé entre la borne d'alimentation B* et le moteur M, ainsi que des bobinages d'appel et de maintien lb et lc. Une extrémité commune à ces deux bobinages lb et lc est reliée à la borne B+ par l'intermédiaire d'un interrupteur commandé (transistor T) en série avec un interrupteur de démarrage du véhicule (interrupteur 2, par exemple actionné par une clé de contact). Le bobinage d'appel lb est monté entre ladite extrémité commune et un point entre le contact la et le moteur M. Le bobinage de maintien lc est monté entre ladite extrémité commune et la masse. L'interrupteur T est par exemple un transistor de type MOSFET. Il est commandé par une unité de gestion 3, qui est un microprocesseur qui génère une tension de commande sur la grille dudit transistor T, de façon à contrôler la séquence d'alimentation des bobinages lb et lc en fonction d'une part des différentes phases de fonctionnement du démarreur (alimentation d'appel, maintien de la fermeture du contact, arrêt automatique du démarreur après le démarrage du moteur thermique, etc.) et en fonction d'autre part des différentes protections que ce microprocesseur 3 peut gérer (protection anti- redémarrage lorsque le moteur thermique fonctionne, par exemple). Pour générer cette tension de commande, cette unité de gestion 3 prend notamment en compte l'état ouvert ou fermé de l'interrupteur 2. A cet effet, ladite unité 2 présente une entrée analogique "eO" sur laquelle est injectée la tension d'un point entre l'interrupteur de démarrage 2 et l'interrupteur commandé T. Par ailleurs, conformément à l'invention, le dispositif illustré sur la figure 1 comporte des moyens 4 qui empêchent des actionnements successifs trop rapprochés du moteur M. Ces moyens 4 comportent notamment un circuit de type RC, qui présente une constante de temps de charge plus petite que sa constante de temps de décharge et qui se charge et se décharge selon que l'interrupteur 2 est fermé ou ouvert. Ils comportent également des moyens qui permettent d'empêcher l'alimentation du moteur M la valeur de la tension aux bornes du condensateur C est supérieure à un seuil donné (ce qui signifie alors que le condensateur ne s'est pas suffisamment déchargé par rapport à la ou aux dernières fermetures de l'interrupteur de démarrage). Dans l'exemple illustré sur la figure 1, le circuit RC est constitué de deux branches montées en parallèle, l'une qui comprend en série une résistance Ri et un condensateur C, l'autre qui comprend une simple résistance R2. Ces deux branches sont montées entre la masse et une sortie analogique "si" du microprocesseur 3, qui met lesdites branches sous tension lorsque les interrupteurs 2 et T sont fermés. Une diode D qui est passante de ladite sortie si vers la masse est interposée entre ladite sortie " sl " et lesdites branches R1-C, R2. La tension aux bornes du condensateur C est injectée sur une entrée analogique " el " du microprocesseur 3 et ce dernier commande le blocage de l'interrupteur T lorsqu'à la fermeture de l'interrupteur de contact 2 cette tension est supérieure à un seuil donné. Il ne commande la fermeture de l'interrupteur T que lorsque ladite tension est redevenue inférieure audit seuil. Le fonctionnement de ce montage est le suivant. A la fermeture de l'interrupteur 2, le microprocesseur 3 est mis sous tension. Sa sortie "sl" permet la charge du condensateur C à travers la résistance Ri durant toute la durée de l'alimentation du moteur M. A l'ouverture de l'interrupteur 2, le microprocesseur 3 n'étant plus alimenté, le condensateur C ne se charge plus. Il se décharge alors dans les résistances en série Ri et R2. Du fait de la présence de R2 dans le circuit de décharge, la constante de temps de décharge est supérieure à la constante de temps de la charge. On choisit préférentiellement un rapport entre les constantes de temps de charge et de décharge sensiblement égal au rapport entre les constantes de temps d'échauffement et de refroidissement du démarreur, ce qui permet d'avoir à tout instant, par la mesure de la tension aux bornes du condensateur, une bonne représentation de l'état d'échauffement du démarreur. Cette tension est analysée en permanence par le microprocesseur sur son entrée analogique "el". Les évolutions de la tension du condensateur C en fonction du temps sont représentées à titre d'exemple sur la figure 2a. Chaque fois que l'interrupteur 2 est fermé (la figure 2b illustre sa séquence d'ouverture et de fermeture), le condensateur C se charge pendant le fonctionnement du démarreur. La décharge se produit lorsque l'interrupteur 2 est ouvert, c'est à dire pendant la période d'arrêt du démarreur. Si les démarrages sont suffisamment rapprochés, la tension aux bornes du condensateur C augmente progressivement comme l'échauffement du démarreur. Lorsque cette tension dépasse un seuil prédéterminé correspondant à un état d'échauffement inférieur à la limite thermique admissible, le microprocesseur 3 bloque le transistor de commande du contacteur, ce qui stoppe l'alimentation de puissance du démarreur et évite ainsi toute détérioration irréversible d'origine thermique. C'est ce qu'illustre la figure 2c, sur laquelle on a représenté une séquence de commande du contacteur 1. Le redémarrage ne peut se faire que lorsque la tension est redescendue au-dessous du seuil de coupure d'une valeur comprise entre 0 et 100% de ce seuil. D'autres variantes de réalisation que celle qui vient d'être décrite sont bien entendu envisageables. Notamment, au lieu d'être alimenté par le microprocesseur 3, le circuit RC peut être alimenté par la clé de contact, par exemple par l'intermédiaire d'un circuit régulateur de tension. Egalement, au lieu d'injecter la tension aux bornes du condensateur C sur une entrée du microprocesseur 3, il est possible de prévoir que le condensateur C est monté aux bornes d'un circuit analogique qui comporte un comparateur à seuil, ainsi qu'éventuellement un amplificateur d'entrée, ce circuit bloquant le transistor T lorsque la tension injectée sur ledit comparateur est supérieure audit seuil. En variante encore, le seuil de tension au dessus duquel la commande de l'alimentation du moteur M est bloquée peut être variable en fonction d'un ou plusieurs paramètres, notamment en fonction de la température du démarreur, de la température de moteur thermique, de l'intensité absorbée pendant le démarrage, de la vitesse d'entraînement du moteur thermique, de la fréquence des ondulations de tension ou d'intensité due aux passages de compression du moteur thermique ou encore de toute autre information permettant une déduction concernant la vitesse d'échauffement du démarreur. En outre, la résistance de charge du condensateur peut comprendre des éléments variables en fonction de la température ambiante tels que des résistances CTN. Par ailleurs, la charge du condensateur C peut se faire en tension hachée ou par trains d'impulsions dont le rapport cyclique est variable afin de moduler la constante de charge en fonctions des caractéristiques d'échauffement présentent au cours du démarrage. Comme on l'aura compris, un dispositif du type de celui qui vient d'être décrit est un dispositif simple permettant une protection thermique du moteur électrique du démarreur sans nécessiter de placer des capteurs thermiques dans les zones critiques du moteur et sans la connectique indispensable pour relier ces capteurs à la carte électronique de commande du démarreur.5 REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la commande d'un démarreur de véhicule automobile comportant des moyens pour commander l'alimentation du moteur électrique du démarreur en fonction notamment de l'état ouvert ou fermé d'un interrupteur de démarrage (2), caractérisé en ce que ces moyens comportent notamment un circuit (4) de type RC, qui présente une constante de temps de charge plus petite que sa constante de temps de décharge et qui se charge et se décharge selon que l'interrupteur de démarrage (2) est fermé ou ouvert, lesdits moyens de commande comportant également des moyens qui empêchent l'alimentation du moteur lorsque la valeur de la tension aux bornes des moyens capacitifs du circuit RC est supérieure à un seuil donné. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit RC est constitué de deux branches montées en parallèle, l'une qui comprend en série des premiers moyens résistifs (Ri) et des moyens capacitifs (C), l'autre qui comprend des seconds moyens résistifs (R2). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de commande comportent un microprocesseur (3)qui gère l'alimentation du moteur électrique du démarreur en fonction notamment de l'état fermé ou ouvert de l'interrupteur de démarrage et en ce que le circuit RC est alimenté en tension par une sortie (sl) dudit microprocesseur (3). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le circuit RC est relié à une borne d'alimentation en tension par l'intermédiaire de l'interrupteur de démarrage (2) éventuellement en série avec un circuit régulateur de tension. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de commande comportent un microprocesseur (3) qui gère l'alimentation du moteur électrique du démarreur en fonction notamment de l'état fermé ou ouvert de l'interrupteur de démarrage et en ce qu'une tension correspondant à la tension aux bornes des moyens capacitifs du circuit RC est injectée sur une entrée (eh) dudit microprocesseur (3), ledit microprocesseur commandant le blocage de l'alimentation du moteur électrique lorsque ladite tension est supérieure à un seuil donné. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens qui empêchent l'alimentation du moteur lorsque la valeur de la tension aux bornes des moyens capacitifs du circuit RC est supérieure à un seuil donné, comportent un circuit analogique à comparateur à seuil. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport entre les constantes de temps de charge et de décharge sensiblement égal au rapport entre les constantes de temps d'échauffement et de refroidissement du démarreur. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens qui empêchent l'alimentation du moteur lorsque la valeur de la tension aux bornes des moyens capacitifs du circuit RC est supérieure à un seuil donné, n'autorisent à nouveau l'alimentation du moteur électrique que lorsque ladite tension est redescendue au-dessous d'un deuxième seuil inférieur au premier. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le seuil de tension au dessus duquel la commande de l'alimentation du moteur M est bloquée est variable en fonction d'un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du démarreur et/ou du moteur thermique. 10. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens résistifs en série avec les moyens capacitifs du circuit sont variables en fonction de la température.