Brevet FR2829308A1 — publié le 20030307

DIV. 1 SYSTEME D'ALIMENTATION ELECTRIQUE POUR DEMARREUR DE MOTEUR La présente invention concerne un système d'alimentation électrique pour démarreur de moteur, qui utilise une batterie et un condensateur. Un moteur électrique de démarreur de moteur demande un courant de démarrage important lorsque entraîné pour démarrer un moteur du véhicule. Ce courant de démarrage important abaisse la tension d'une batterie dans un véhicule, nécessitant la prolongation de la durée d'entraînement du moteur électrique du démarreur. Dans un véhicule comportant un système à économie d'énergie (système d'arrêt au ralenti) qui arrête automatiquement le fonctionnement du moteur à des feux tricolores de trafic ou lors d'encombrement du trafic pour l'économie du carburant et une émission d'échappement réduite, la diminution de la tension de la batterie lors de l'entraînement du moteur électrique du démarreur pour redémarrer le moteur influence également de manière défavorable les dispositifs accessoires électriques tels que dispositif de navigation et dispositif audio dans le véhicule. Il est proposé de procurer une source d'énergie électrique (condensateur) exclusivement pour le moteur électrique du démarreur en plus de la batterie ou d'une source d'énergie de secours (condensateur) pour chaque dispositif électrique dans le véhicule. Toutefois, une pluralité de condensateurs doit être prévue pour chacun du démarreur et des dispositifs électriques, du fait que chaque condensateur présente qu'une capacité limitée. Il s'ensuit que la source d'énergie électrique doit être de grande dimension et l'unité de commande pour charger chaque condensateur devient complexe, aboutissant à une augmentation du coût. C'est, en conséquence, un but de la présente invention de procurer un système d'alimentation électrique pour démarreurs de moteur qui compense une diminution de la tension de la batterie par un condensateur de petite capacité. En conformité avec la présente invention, un système d'alimentation électrique pour un démarreur comprend un condensateur. Ce condensateur est chargé par une batterie par l'intermédiaire d'un circuit de charge incluant des résistances qui chargent le condensateur en divisant une tension de la batterie par les résistances. Ce condensateur est déchargé vers le démarreur par l'intermédiaire d'un circuit de décharge qui applique au démarreur une tension chargée du condensateur en plus de la tension de la batterie. Lorsque le démarreur est entraîné, la connexion du condensateur est commutée du circuit de charge au circuit de décharge. De préférence, le circuit de charge inclut une résistance série qui est reliée à la batterie en série avec le condensateur pour limiter un courant de charge du condensateur et une réaistance parallèle qui est connectée en parallèle avec le condensateur et en série avec la résistance série pour diviser la tension de la batterie appliquée au condensateur. Les résistances présentent des valeurs ohmiques respectives qui définissent un rapport de division de tension qui délivre une tension de condensateur qui compense une diminution de la tension de la batterie au moment du démarrage du moteur. - Ce qui précède et autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention deviendront plus apparents à partir de la description détaillée suivante donnée en se référant aux dessins annexés. Sur les dessins: la figure 1 est un schéma de circuit montrant un système d'alimentation électrique pour un démarreur de moteur; et la figure 2 est un organigramme montrant le déroulement du programme de commande d'une UCE représentée à la figure 1. Un système d'alimentation électrique pour démarreur de moteur représenté à la figure 1 est monté dans un véhicule ayant un système d'économie d'énergie. Le système d'économie d'énergie arrête automatiquement le fonctionnement du moteur du véhicule au repos à des intersections ou lors d'encombrement de trafic importante, et, par la suite, entraîne automatiquement un moteur électrique du démarreur pour redémarrer le fonctionnement du moteur du véhicule. Ce système d'alimentation électrique comporte, en plus d'une batterie d'accumulateur 1, un premier condensateur 2 et un second condensateur 3, une unité de commande électronique (UCE) 4 qui commande le système d'économie d'énergie, un moteur électrique de démarreur (charge électrique) 5 pour entraîner un moteur (non représenté) et autres circuits électriques. Le démarreur comporte une bobine d' excitation 5a et une bobine d'induit 5b et est relié à un interrupteur électromagnétique 9. Le premier condensateur 2 est prévu pour délivrer l'énergie électrique au moteur électrique du démarreur 5. Ce condensateur 2 est relié à un premier circuit de charge qui charge le condensateur 2 par la batterie 1. Le 4 2829308 condensateur 2 est Agalement reli un premier cicuit de dAcharge qui applique la tension du condensateur du condensateur 2 au moteur Alectrique du dAmarreur 5 en dAchargeant la charge accumule d condensateur 2 en plus de la tension de la batterie 1. [e premier cicuit de charge comporte des rAsistances 7 et 8 elies en srie la batterie 1. La rAsistance 7 est relie en srie au condensateur 2 pour limiter le courant de charge du condensateur 2. La rAsistance 8 est relie en parallle au condenateur 2 pour dAterminer la tension de charge du condensateur 2 en divisant la tension de la batterie avec la rAsistance 7. Le premier cicuit de dAcharge comporte un premier relais de commutation 11 qui connecte la batterie 1 et le premier condensateur 2 au moteur Alectrique du dAmarreur 5 en srie. Ce circuit de dcharge dAcharge la charge accumule du condensateur 2 vers le moteur Alectrique du dAmarreur 5, lorsque l'interrupteur AlectromagnAtique 9 est fermA et que le premier relais de commutation 11 est excit6, c'est--dire, lorsqu'un contact du moteur Alectrique 10 est termA par excitation d'une bobine Alectroaimant 9a dans l'interrupteur AlectromagnAtique 9 et qu'un contact du relais llb est fermA su une borne activation llc par excitation d'une bobine de relais lla dans le premier relais de commutation 11. Le second condensateur 3 est prAvu pour dAlivrer l'Anergie Alectrique un dispositif Alectrique (charge Alectrique) 6, tel qu'un dispositif de navigation ou uh dispositif audio. Ce condensateur 3 est reliA un second circuit de charge qui charge le condensateur 3 par la batterie 1. Le condensateur 3 est Agalement reliA un second circuit de dcharge qui applique la tension du condensateur du condensateur 3 au dispositif Alectrique 6 i 2829308 en déchargeant la charge accumulée du condensateur 3 en plus de la tension de la batterie 1. Le second circuit de charge comporte des résistances 12 et 13 reliées en série avec la batterie 1. La résistance 12 est reliée en série au condensateur 3 pour limiter le courant de charge du condensateur 3. La résistance 13 est reliée en parallèle au condensateur 3 pour déterminer la tension de charge du condensateur 3 en divisant la tension de la batterie avec la résistance 12. Le second circuit de décharge comporte un second relais de commutation 14 qui connecte la batterie 1 et le second condensateur 3 au dispositif électrique 6 en série par l'intermédiaire d'un interrupteur du dispositif 17, lorsque le second relais de commutation 14 est excité, c'est-à-dire lorsqu'un contact du relais 14b est fermé sur une borne activation 14c en excitant une bobine de relais 14a dans le second relais de commutation 14. Les rapports de division de tension entre les résistances 7 et 8 dans le premier circuit de charge et les résistances 12 et 13 dans le second circuit de charge sont déterminés de sorte que la charge accumulée dans les condensateurs 2 et 3 peut compenser les chutes de la tension de la batterie au moment o l'on commence à entraîner le moteur électrique du démarreur 5 pour démarrer le moteur. Le système d'alimentation électrique énoncé ci-dessus fonctionne comme suit. Lorsqu'un interrupteur d'allumage 15 est fermé sur une borne de démarreur (ST) 15a par un conducteur du véhicule pour démarrer le moteur, une bobine de relais 16a du relais du démarreur 16 est excitée pour fermer un interrupteur de relais 16b. Le relais de démarreur 16 excite ainsi une bobine d' interrupteur 9a de l' interrupteur AlectromagnAtique 9 pur fermer le contact du moteur 10. Si le premier relais de commutation 11 est dsexcit par 1'UCE 4, savoir, si le contact de relais llb est en contact avec la borne d' inactivation lld, seule la batterie 1 est relie fonctionnellement au moteur Alectrique du dAmarreur (bobine d' excitation Sa et bobine d'induit 5b) pour dAlivrer l'6nergie Alectrique au moteur Alectrique du dmarreur 5 qu'A partir de la batterie 1. D'autre part, si le premier relais de commutation 11 est excit par 1'UCE 4, savoir que le contact de relais llb est fermA pou contacter la borne activation llc, la fois la batterie 1 et le premier condensateur 2 sont connects fonctionnellement au moteur Alectrique du dAmarreur 5 en sArie pour dAlivrer l'Anergie Alectrique par la fois la batterie 1 et le condensateur 2. Toutefois, du fait que le condensateu 2 n'accumule pas une charge suffisante immAdiatement aprAs que l'interrupteur d'allumage 15 soit fermA sur la borne ST manuellement par le conducteur, le relais de commutation 11 est maintenu dsexcit par 1'UCE 4. Tant que le relais il est maintenu dsexcit6, le premier condensateur 2 est reliA en parallle au moteur Alectrique du dAmarreur 5 et est dAcharg par la batterie 1 la tension dtermine par le rapport des valeurs ohmiques des rAsistanced 7 et 8. Dans le cas oL l'interrupteur de dispositif 17 est fermA aprAs que l'interrupteu, d'allumage 15 soit fermA sur la borne ST, seule la batterie 1 est rlide au dispositif Alectrique 6 par l'intermAdiaire d'une diode 18 lorsque le ! second relais de commutation 14 est commandA sa condition dsexcit par 1'UCE 4, c'est--dire lorsque le contact du relais 14b est en contact avec la borne inactivation 14d. D'autre part, si le second relais de commutation 14 est dommandA sa condition excite par 1'UCE 4, c'est-- dire qu le contact de relais 146 est en contact avec la 7 2829308 borne activation 14c, la batterie 1 et le condensateur 2 sont tous les deux connectAs ent sArie au dispositif Alectrique 6. Toutefois, du fait que le condensateur 3 n'a pas Atd charg suffisamment lorsque l'interrupteur d'allumage 15 est ferm sur la borne ST lSa manuellement par le conducteur, le relais 14 est normalement commandA sa condition dAsexcitA. Dans ce cas, le second condensateur 1 est reliA en parallle avec le dispositif AlecLrique 6 pour former le second ctrcuit de charge et est charg par 1Q la batterie 1 la tension dtermine par le rapport des valeurs ohmiques des rAsistances 12 et 13. L'UCE 4 fonctionne comme cela est reprAsent la figure 2 pour dAlivrer automatiquement l'4nergie Alectrique au moteur lectrique du dAmarreur 5 lorsque le moteur doit Atre redAmarrA aprAs avoir At automatiguement arrAt des feux tricolores de croisement ou lors d'encombrement trafic importante. L'UCE 4 dAtecte tout d'abord un signal de demande de redAmarrage du moteur une Atape 510. Ce signal peut Atre gAnArA lorsqu'une pdale d'accAlArateur est enfonce par le conducteur. L'UCE 4 excite ensuite le relais du dAmarreur 16, le premier relais de cgmmutation 11 et le second relais de commutation 14 en excitant les bobines 16a, lla et 14a par la batterie 1 aux tapes 511, 512 et 511, respectivement. Avec le relais du dAmarreur 16 et le premier relais de commutation Atant excits, l'interrupteur AlectromagnAtique 9 est fermA et la fois la batterie 1 et le premier condensateur 2 sont connects en srie au moteur Alectrique du dAmarreur 5. Ainsi, le premier condensateur 2 est commut du premier circuit de charge au remier ctrcuit de dAcharge. Puisque le condensateur 2 a At charg avant que le moteur ne soit automatiquement arrAt6, le moteur Alectrique du dAmarreur 5 est entrainA facilement pour redémarrer le fonctionnement du moteur avec l'opération de décharge du premier condensateur 2 en plus de l'énergie normale provenant de la batterie 1. De manière similaire, avec le second relais de commutation 14 étant excité, à la fois la batterie 1 et le second condensateur 3 sont connoctés en série au dispositif électrique 6. Ainsi, le dispositif électrique 6 est autorisé à fonctionner normalement même lors de chutes de tension de la batterie découlant du fonctionnement du moteur électrique du démarreur, du fait que le condensateur 3 compense la chute de tension de la batterie. L'UCE 4 détecte ensuite le redémarrage du moteur à une étape S14 en surveillant la vitesse de rotation du moteur. L'UCE 4 désexcite le relais du démarreur 16, le premier relais de commutation 11 et le second relais de commutation 14 aux étapes S15, S16 et S17, respectivement, pour compléter en conséquence l'opération de redémarrage automatique du moteur. Les deux condensateurs 2 et 3 sont placés dans les circuits de charge respectifs et de nouveau chargés pour l'opération de décharge suivante. Dans le mode de réalisation ci-dessus, il est préféré désactiver l'opération d'arrêt automatique du moteur du système d'économie d'énergie lorsque les condensateurs 2 et 3 n'ont pas été suffisamment chargés. Ceci provient du fait que le moteur doit être automatiquement redémarrer sans défaillance avec une énergie suffisante provenant de la batterie et des condensateurs. Comme on l'a décrit ci-dessus, lorsque le moteur est démarré par le moteur électrique du démarreur 5, le moteur électrique du démarreur 5 et le dispositif électrique 6 reçoivent des tensions de condensateur supplémentaires depuis les condensateurs 2 et 3 en plus de la tension de la batterie 1. Il s'ensuit que le moteur électrique du 9 2829308 dmarreur 5 et le dispositif Alectrique 6 ne sont pas influences de maniAre favorable par is diminution de la tension de la batterie au moment de l'entrainement du dAmarreur 5. Les condensateurs 2 et 3 scat limits pour avoir une capacity respective nAcessaire pour compenser la chute de tension de la batterie. En consequence, le nombre et la dimension des condensateurs peuvent Atre rAduits. l 2829308 REVENDICATIONS 1. Système d'alimentation électrique pour une charge électrique (5, 6) d'un véhicule comportant une batterie (1) comprenant: un condensateur (2, 3); un circuit de charge incluant des résistances (7, 8, 12, 13) qui chargent le condensateur (2, 3) en divisant une tension de la batterie (1) par les résistances; un circuit de décharge qui applique à la charge électrique (5, 6) une tension chargée du condensateur (2, 3) en plus de la tension de la batterie (1); et un moyen de commande (4, 11, 14) qui commute la connexion du condensateur (2, 3) du circuit de charge au cTrcuit de décharge. 2. Système d'alimentation électrique selon la revendication 1, dans lequel le circuit de charge inclut: une résistance série (7, 12) qui est connectée à la batterie (1) en série avec le condensateur (2, 3) pour limiter un courant de charge du condensateur (2, 3) i et une résistance parallèle (8, 13) qui est connectée en parallèle au condensateur (2, 3) et en série avec la résistance série (7, 12) pour diviser la tension de la batterie (1) appliquce au condensateur (2, 3), dans lequel des résistances (7, 8, 12, 13) présentent des valeurs ohmiques respectives qui définissent un rapport de division de tension qui procure une tension de condensateur qui compense une diminution de la tension de la batterie (1) au moment du démarrage du moteur. 3. Système d'alimentation électrique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel: le moyen de commande (4, 11, 14) comporte un relais de commutation (11, 14) qui connecte sélectivement le condensateur (2, 3) au circuit de charge et au circuit de decharge et l'unité de commande (4) qui commande une opération de commutation du relais de commutation (11, 14); et l'unité de commande (4) amène le relais de commutation (11, 14) à commuter la connexion du condensateur (2, 3) du circuit de charge au circuit de décharge lorsque le moteur est redémarré automatiquement après avoir été automatiquement arrêté. 4. Système d'alimentation électrique selon la revendication 3, dans lequel le circuit de commande (4) désactive l'arrêt automatique du moteur lorsque le condensateur (2, 3) est chargé à un niveau prédéterminé. 5. Système d'alimentation électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel: la charge électrique (5, 6) inclut un moteur électrique de démarreur (5) et un dispositif électrique (6) autre que le moteur électrique du démarreur (5); un premier condensateur (2), un premier circuit de charge et un premier circuit de décharge sont prévus pour le moteur électrique de démarreur (5); et un second condensateur (3), un second circuit de charge et un second circuit de décharge sont prévus pour le