Brevet FR2826200A1 — publié le 20021220

La présente invention concerne un procédé d'alimentation d'un équipement électrique tel qu'un actionneur électromagnétique utilisable notamment pour l'actionnement des soupapes de moteurs thermiques de véhicules automobiles. Un tel actionneur électromagnétique est incorporé dans un réseau d'alimentation dans lequel il est relié par l'intermédiaire d'un élément capacitif à un convertisseur de tension qui est lui-même relié à un accumulateur et à un alternateur et qui est régulé en tension et limité en courant. Dans un réseau de ce type, le fonctionnement de l'actionneur électromagnétique engendre sur le réseau en sortie du convertisseur de tension des appels de courant qui sont répercutés en entrée du convertisseur de tension. Il en résulte des pics de courant dont les caractéristiques sont incompatibles avec le temps de réponse de l'alternateur de sorte que, l'alternateur ne pouvant fournir le courant nécessaire, celui-ci est prélevé sur l'accumulateur. Or, ces pics de courant de forte amplitude provoque un échauffement de l'accumulateur qui rend les accumulateurs standards peu adaptés à une telle uti- lisation. On aurait pu penser à augmenter la capacité associée au convertisseur de tension pour filtrer ces pics de consommation. Or, compte-tenu de l'amplitude et de la durée de ces pics, un tel filtrage nécessiterait un volume important de condensateurs pour être efficace. On pourrait également utiliser un accumulateur de faible résistance interne ou un alternateur ayant un temps de réponse court. Ces éléments sont toutefois relativement onéreux. Un but de l'invention est de fournir un moyen économique et efficace pour alimenter un tel équipement électrique de manière optimale. A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un procédé d'alimentation d'un équipement électrique qui fonctionne selon des pics d'intensité et qui est relié par l'intermédiaire d'au moins un élément capacitif à un convertisseur de tension relié à un accumulateur, le convertisseur de tension étant régulé en courant à partir d'une consigne d'intensité correspondant à une intensité moyenne entre deux pics. Ainsi, la régulation en courant du convertisseur de tension qui est de la sorte commandé en générateur de courant permet de maintenir à une valeur sensiblement constante le courant fourni par l'accumulateur en entrée du convertisseur de tension. Ceci permet d'avoir un volume minimal de l'élément capacitif. Selon un mode de réalisation particulier, l'intensité moyenne est évaluée de manière prédictive à partir de données de commande de l'actionneur. La consigne d'intensité est ainsi obtenue par anticipation. Ce mode de calcul permet d'obtenir la consigne d'intensité de manière simple et d'éviter d'utiliser comme consigne une intensité mesurée périodiquement qui nécessite d'avoir une régulation rapide et une capacité élevée comme réserve d'énergie en cas de brusque variation du courant. Avantageusement alors, la consigne d'intensité est égale à l'intensité moyenne évaluée augmentée d'un facteur de correction pour une tension de sortie du convertisseur qui est montante et inférieure à une limite supérieure de tension, et la consigne d'intensité est égale à l'intensité moyenne évaluée diminuée du facteur de correction pour une tension de sortie du convertisseur qui est descendante et supérieure à une limite inférieure de tension. Le facteur de correction est déterminé de telle manière que le courant en entrée du convertisseur soit maintenu dans une plage déterminée compatible avec les caractéristiques de l'accumulateur et que la tension en sortie du convertisseur soit maintenue dans une plage déterminée compatible avec les caractéristiques de l'équipement. Ceci permet de limiter la fréquence de calcul de la consigne. Avantageusement encore, le facteur de correction correspond à une imprécision de l'évaluation de l'intensité moyenne et est de préférence égal à environ 10 % de l'intensité moyenne évaluée. Le facteur de correction permet de compenser des éventuelles différences entre l'intensité moyenne évaluée et l'intensité moyenne réellement consommée. Le facteur de correction permet ainsi de déterminer une plage d'intensités moyennes à laquelle l'intensité moyenne réellement consommée a de fortes probabilités d'appartenir. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de mise en oeuvre particulier non limitatif de l'invention. Il sera fait référence à la figure unique annexée représentant schématiquement un réseau d'alimentation utilisé pour alimenter un équipement électrique selon le procédé conforme à l'invention. Le procédé conforme à l'invention est ici destiné à l'alimentation d'un actionneur électromagnétique utilisable pour actionner des soupapes d'un moteur thermique d'un véhicule automobile. Un tel actionneur comporte des bobines électromagnétiques qui, lorsqu'elles sont excités, attirent une palette dont au moins une soupape est solidaire pour amener et maintenir la soupape en position ouverte et en position fermée. Le courant nécessaire à l'excitation des bobines doit être fourni à celles-ci sous forme de pics de forte amplitude et de faible durée selon une fréquence d'excitation déterminée par un calculateur du véhicule qui pilote 1'actionneur en courant en fonction de données de commande comme l'enfoncement de la pédale d'accélérateur, le régime moteur, la vitesse du véhicule et plus généralement de paramètres de charge du moteur. En référence à la figure, l'actionneur électromagnétique 1 est relié à un circuit d'alimentation 2 qui comprend un accumulateur 3 relié à un convertisseur de tension 4. L'accumulateur 3 délivre une tension de l'ordre de 12 volts et est relié à un alternateur non représenté pour être rechargé. Le convertisseur de tension 4 est agencé pour assurer une conversion de la tension d'entrée de 12 volts en une tension de sortie de l'ordre de 42 volts. Le convertisseur de tension 4 est relié à l'actionneur électromagnétique 1 par un élément capacitif 5 agencé pour permettre le stockage de l'énergie fournie par le convertisseur de tension 4. Le procédé conforme à l'invention consiste à réguler le convertisseur de tension 4 en courant à partir d'une consigne d'intensité correspondant à une intensité moyenne entre deux pics. L'intensité moyenne est évaluée de manière prédictive à partir de la tension dans l'accumulateur 3 et de la puissance crête qui va être consommée sur une durée de cycle prédéterminée. Cette puissance dépend du régime moteur qui peut être déduit des données de commande de l'actionneur utilisées par le calculateur du véhicule. Le convertisseur de tension ainsi commandé forme un générateur de courant qui est asservi à la puissance moyenne qui va être consommée durant le cycle thermique suivant. La régulation est réalisée de façon classique en modulant la tension en entrée du convertisseur en fonction du courant mesuré en sortie du convertisseur. Il est en outre réalisé une mesure de la tension en sortie du convertisseur, qui est fournie au calculateur et est utilisée pour appliquer, lors de la détermination de la consigne d'intensité, un facteur de correction à l'intensité moyenne évaluée. La consigne d'intensité est ainsi égale à l'intensité moyenne évaluée augmentée du facteur de correction pour une tension de sortie du convertisseur qui est montante et qui est inférieure à une limite supérieure de tension, et la consigne d'intensité est égale à l'intensité moyenne évaluée diminuée du facteur de correction pour une tension de sortie du convertisseur qui est descendante et qui est supérieure à une limite inférieure de tension. Ce facteur de correction correspond à une incertitude sur l'instant d'apparition du prochain pic d'intensité, c'est-à-dire à une différence possible entre l'intensité moyenne évaluée et l'intensité moyenne effectivement consommée. Le facteur de correction est égal à environ 10 % de l'intensité moyenne évaluée. Du fait de la commande du convertisseur de tension en générateur de courant, la tension en sortie du convertisseur varie. On notera que l'actionneur étant piloté en courant, des variations de la tension sont peu gênantes. Ces variations sont toutefois maintenues dans la plage délimitée par les limites inférieure et supérieure de tension. Ces limites sont déterminées pour que la plage correspondante de tension soit compatible avec les caractéristiques de l'actionneur. A titre d'exemple, si les caractéristiques de l'actionneur permettent un fonctionnement dans une plage de tensions comprise entre 30 volts et 50 volts, on choisit une limite inférieure égale à 34 volts environ et une limite supérieure égale à 44 volts environ. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des va- riantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, la consigne peut être calculée à partir d'une intensité mesurée périodiquement. Bien que le facteur de correction soit égal à 10 % dans l'exemple décrit, celui-ci peut avoir une valeur différente. Il est également possible de se passer d'un facteur de correction. En outre, les limites inférieure et supérieure de tension peuvent également être modifiées, notamment être plus proches ou plus éloignées l'une de l'autre en fonction des caractéristiques de l'équipement à alimenter. Par ailleurs, l'invention n'est pas limitée à l'alimentation d'un actionneur électromagnétique mais est utilisable pour alimenter tout équipement électrique fonctionnant selon un mode pulsé. Par exemple, l'invention peut être appliquée à un système de clignotement des projecteurs du véhicule. REVENDICATIONS 1. Procédé d'alimentation d'un équipement électrique (1) qui fonctionne selon des pics d'intensité et qui est relié par l'intermédiaire d'au moins un élément capacitif (5) à un convertisseur de tension (6) relié à un accumulateur (3), caractérisé en ce que le convertisseur de tension est régulé en courant à partir d'une consigne d'intensité correspondant à une intensité moyenne entre deux pics. 2. Procédé d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intensité moyenne est évaluée de manière prédictive à partir de données de commande de l'équipement (1). 3. Procédé d'alimentation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la consigne d'intensité est égale à l'intensité moyenne évaluée augmentée d'un facteur de correction pour une tension de sortie du convertisseur (4) qui est montante et inférieure à une limite supérieure de tension, et la consigne d'intensité est égale à l'intensité moyenne évaluée diminuée du facteur de correction pour une tension de sortie du convertisseur (4) qui est descendante et supérieure à une limite inférieure de tension. 4. Procédé d'alimentation selon la revendication 3, caractérisé en ce que le facteur de correction correspond à une imprécision de l'évaluation de l'intensité moyenne. 5. Procédé d'alimentation selon la revendication 4, caractérisé en ce que le facteur de correction est égal à environ 10 % de l'intensité moyenne évaluée.