Brevet FR2839344A1 — publié le 20031107

Circuit de commande electronique d'un contacteur de demarreur de vehicule automobile, equipe de moyens de correction en cas de non fermeture du contact de puissance. Domaine technique de ['invention o L'invention est relative a un circuit de commande electronique d'un contacteur de demarreur de vehicule automobile, ledit contacteur comportant un contact de puissance pour l'alimentation du moteur electrique du demarreur, et au moins une bobine d'excitation pour l'actionnement du contact de puissance entre une position d'ouverture et une position de femneture, ledit circuit de commande comprenant une unite de gestion ayant: - des premiers moyens pour detecter l'etat ouvert ou ferme du contact de puissance, - et des deuxiemes moyens pour regler l'alimentation de la bobine durant le cycle de demarrage lorsque le contact de puissance est toujours ouvert apres un temps predetermine par rapport au debut de l'ordre de demarrage. Etat de la technique En reference a ia figure 1, un demarreur 10 de vehicule automobile comporte un moteur 12 electrique connecte electriquement a la borne positive 14A d'une batterie 14 d'alimentation par l'intermediaire d'un contacteur 16 de puissance. L'autre borne negative 1 4B de la batterie 14 est branchee a la masse. Le contacteur 16 comprend au moins une bobine d'excitation 18 pour o l'actionnement d'un contact mobile 20, lequel coopere avec des contacts fixes 22, 24 pour occuper en fonctionnement normal, soit une position d'ouverture lorsque la bobine 18 n'est pas alimentee, soit une position de fermeture en cas d'excitation de cette demiere lors du demarrage du vehicule automobile. Le contact fixe 22 du contacteur 16 est relic a la borne 14A de la batterie 14, tandis que l'autre contact fixe 24 est connecte a la borne 12A du moteur 12. L'autre borne 12B du moteur 12 est branchee a la masse. L'excitation de la bobine 18 du contacteur 16 est pilotee par une unite de gestion 26 electronique, notamment a microprocesseur, autoalimente par la tension de ia batterie. L'interrupteur 28 de cle de contact est branche entre la borne 14A de ia batterie 14 et ['unite de commande 26 pour iancer le processus de demarrage lors de son actionnement. o L'unite de gestion 26 scrute la tension aux bornes des contacts fixes 22, 24 pour verifier si le contacteur 16 se trouve a l'etat ouvert ou ferme. La tension est nulle lorsque le contact mobile 20 est femme, et non nulle lorsque le contact mobile 20 est ouvert. s La figure 2 illustre une loi d'alimentation du contacteur, laquelle est decrite dans le document FR-A-2795884, et representant ['evolution d'un rapport cyclique de tension d'alimentation de la bobine pour un fonctionnement nommal du contacteur. Les causes de non fermeture du contact mobile 20 du contacteur 16 peuvent etre nombreuses. Outre les causes mecaniques, elles peuvent etre liees a la presence de corps non conducteurs a la surface des contacts 22, 24, 20, notamment des poussieres, particules isolantes, givrage, oxydation, etc.. . Dans ce cas, le contact ne peut plus etre reaiise dans le contacteur 16. Ce demier est en defaut, et le moteur thermique ne peut pas demarrer en raison de la non alimentation du moteur 2s electrique 12 du demarreur. En cas de dysfonctionnement du contacteur, une duree de maintien trop long de la cle de contact en position de demarrage, peut engendrer un surechauffement de ia bobine du contacteur, ou la destruction du transistor d'alimentation. Les unites electroniques de commande de demarreur offrent differentes fonctions, entre autres les fonctions liees: au deplacement du noyau mobile et du contact mobile du contacteur, au fonctionnement du contact du contacteur et du moteur electrique associe. Selon le document FR-A-2795884 auquel on pourra se referer pour la structure du demarreur, ['unite de gestion est capable de piloter la loi d'aiimentation de la bobine d'excitation du contacteur afin d'optimiser le deplacement du noyau mobile en r, fonction du deplacement du pigeon. Le rapport cyclique est applique au transistor de puissance en serie avec la bobine, ia valeur audit rapport cyciique etant regle par ['unite de gestion en fonction de la tension d'alimentation aux bornes du demarreur, et de la resistance de la bobine qui depend de la temperature. o Dans le document FR-A-2746449, I'unite de gestion est capable de detecter si le contact mobile du contacteur s'est reellement femme ou non pendant la phase de commande. Le courant d'excitation de la bobine de commande du contacteur est automatiquement interrompu ou reduit lorsque ie contact mobile du contacteur est toujours ouvert au bout d'un temps predetermine par rapport au debut de I'alimentation d'appel. Un tel controle du courant d'excitation du contacteur permet d'eviter la deterioration du transistor ou de ia bobine du commande. lDans les documents FR-A-2760891 et FR-A-2760910, I'unite de gestion a microprocesseur comporte des moyens pour bloquer le transistor d'alimentation de la bobine du contacteur en tenant compte de la valeur de la chute tension d'alimentation apres la fermeture du contacteur. Le systeme se met done en protection. L'operateur dans ce genre de situation va reconduire sa commande, et la loi d'alimentation du contacteur etant inchangee, le s systeme risque de rester a nouveau en contact ouvert, suite a la presence des corps etrangers dans l'intervalle de contact. Objet de ['invention so L' objet de ['invention consiste a remedier a un dysfonctionnement du contacteur d'un demarreur de vehicule automobile, en eliminant automatiquement tout defaut d'isoiation ou de pollution de la zone de contact pendant le processus de demarrage, et en adaptant l'energie fournie au contacteur. Le dispositif selon ['invention est caracterise en ce que les deuxiemes moyens vent agences pour declencher automatiquement durant un intervalle de temps une serie d'impulsions delivrees a la bobine, de maniere a reiterer ['activation du contacteur tent que l'ordre de demarrage est maintenu, et pour modifier l'intensite d'alimentation de la bobine durant ledit intervalle, ou lorsque 1'operateur reitere la demande de demarrage en cas de non fermeture du contact mobile du contacteur. Les salves d'impulsions d'alimentation de ia bobine agissent sur le depiacement du noyau mobile du contacteur, provoquant la propulsion rapide du contact mobile o vers les contacts fixes. L'impact repetb du contact mobile sur les contacts fixes genere des chocs mecaniques susceptibles de detruire un eventuel corps etranger (givre, oxydation, ou particule isolante), et de nettoyer la zone de contact du contacteur. Selon une caracteristique de ['invention, les impulsions d'excitation delivrees par ['unite de gestion vent constituees par des creneaux de correction ayant un rapport cyclique ajustable. L'unite de gestion est dotee avantageusement de moyens pour determiner le rapport cyclique d'alimentation de la bobine en fonction de divers parametres, notamment la temperature au voisinage de la bobine, le nombre d'ordres de demarrage par l'interrupteur de cie de contact, et de la valeur de la tension d'alimentation aux bornes de la batterie ou du contacteur a l'etat ouvert, etc Description sommaire des dessins D'autres avantages et caracteristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de realisation de ['invention donne a titre d'exemple non iimitatif, et represente aux dessins annexes, dans lesquels: - ia figure 1 est un circuit electronique d'alimentation d'un contacteur de vehicule automobile conforme a l'etat de la technique, - la figure 2 illustre une loi d'alimentation connue du contacteur representant ['evolution d'un rapport cyclique de tension d'alimentation de la bobine pour un fonctionnement normal du contacteur; - ia figure 3 represente les diagrammes de differents parametres dans le cas de non fermeture du contact a la premiere tentative, et d'un pilotage du contacteur suivant ['invention; - la figure 4 montre un graphe de commande de contacteur en cas de non fermeture a la premiere tentative; - la figure 5 represente une loi d'alimentation de contacteur en cas de non fermeture contact. Description d'un mode de realisation preferential. s En reference aux figures 3 a 5, I'invention s'applique aux systemes utilisant une unite de gestion de controle de commande de contacteur, comprenant des lois d'aiimentation de ia bobine 18 du contacteur 16, et la detection de contact 20 ouvert apres mise en fonctionnement. Lors de dysfonctionnement du demarreur dans le cas de non femmeture du contact moblie 20 du contacteur 16 suite a la presence de corps etrangers (givre, particules), I'invention consiste: - d'une part a reiterer ['activation du contacteur 16 par salve, tent que l'operateur requiert la fonction demarrage, et tent que le contact 20 est considere comme ouvert, - et d'autre part a modifier les lois d'alimentation du contacteur 16 pendant le mode 2 de fonctionnement decrit ci-dessus, ou lorsque l'operateur reitere sa demande de demarrage darts un laps de temps predefini suivant un cas de non fermeture du contact 20. Apres activation de la commande suite a la fermeture de l'interrupteur 28 so (diagramme A, figure 3), I'unite de gestion 26 de controle de commande va fournir a ia bobine 18 du contacteur une certaine loi d'alimentation conforme a ['evolution du rapport cyciique de la figure 2, tel que decrit dans le document FR-A-2795884 precise. Si ['unite de gestion 26 detecte un etat de non fermeture du contact 20 (diagramme B. figure 3), et si la commande de la cle de contact 28 est maintenue, alors le systeme va de lui meme emettre une salve d'impulsions (diagramme C, figure 3) a la bobine 18 du contacteur 16, tent que le contact 20 ne se femme pas. A ce mode de fonctionnement peut etre rajoute une fonction de protection thermique dans le cas ou ie contact 20 ne se fermerait pas. A chaque impulsion d'alimentation de ia bobine 18 correspond un deplacement du noyau mobile du contacteur 16, provoquant la propulsion rapide du contact mobile vers ies contacts fixes 22, 24. L'impact repete du contact mobile 20 sur les contacts 22,24 peut ainsi detruire un eventuel corps etranger (givre, oxydation, ou particule isolante), et nettoyer la zone de contact du contacteur 16. Ainsi dans le diagramme B. le contact se ferme et la bobine 18 est alimentee de maniere continue (diagramme C) pour ['excitation du moteur 12. Au temps Tn intervient l'ouverture de l'interrupteur 28 et du contact 20. Sur la figure 3, la largeur d'une salve d'impulsions (T1 - TO) correspond a titre d'exemple a 200ms. Le decalage entre deux salves d'impulsions successives (T2-T1) est de 50 ms. Le temps total (Tn - TO) entre la fermeture du contact 20, et I'instant initial d'activation de ia commande par l'interrupteur 28 de cle de contact, est inferieur a 30 secondes avant la mise en protection themmique. Dans ce bouclage, il est propose d'adapter l'alimentation de la bobine 18 en fonction de parametres tels: ia temperature, le nombre d'operations realisees,!a tension d'alimentation. Le systeme est capable de fournir dans certains cas toute puissance de la batterie 14 d'alimentation. Lorsque l'operateur interrompt prematurement la commande de demarrage par ouverture de l'interrupteur 28 de cle de contact lors d'un dysfonctionnement du contacteur 16, les impulsions d'aiimentation n'ont pas eu le temps de fermer correctement le contact 20. Des que l'operateur reitere sa commande dans un laps de temps predefini, ['unite de gestion 26 adapte l'alimentation de la bobine 18 en fonction de parametres tels: la temperature, le nombre d'operations realisees, tension d'aiimentation. La loi d'alimentation est alors modifiee de telle sorte que ie systeme fournisse un niveau d'energie suffisant au noyau mobile du contacteur 16, afin que celui-ci transfere cette energie au contact mobile 20, lequel viendra frapper violemment les corps etrangers dans la zone de contact. Un exemple de loi de commande est de restituer toute la puissance de la batterie 14 a la bobine 18 du contacteur 16. On utilisera dans ce cas le rapport cyclique de tension d'alimentation de la figure 5, le rapport cyclique etant le ratio entre ia duree de conduction du transistor (non represente) en serie avec la bobine 18, et la duree totale d'un cycle. Le rapport cyclique R4 entre les instants t5 et t6 est constant, et o permet une circulation de courant d'intensite elevee dans la bobine 18. L'intervalle de temps t5-t6 est plus grand que celui tO-t1 de ia figure 2. Le rapport cyclique R5 au-dela de ['instant t6 correspond sensiblement a celui R3 de la figure 2. Un tel cycle de fonctionnement permet d'eliminer les defauts furtifs d'isoiation de contact (oxydation, poussieres isolantes, givre....) de fac,on automatique et controlee, I'operateur n'ayant aucune action a entreprendre. Revendications 1. Circuit de commande electronique d'un contacteur de demarreur de vehicule automobile, ledit contacteur (16) comportant un contact de puissance (20) pour l'alimentation du moteur (12) electrique du demarreur (10), et au moins une bobine (18) d'excitation o pour l'actionnement du contact de puissance (20) entre une position d'ouverture et une position de fermeture, ledit circuit de commande comprenant une unite de gestion (26) ayant - des premiers moyens pour detecter l'etat ouvert ou ferme du contact de puissance (20), - et des deuxiemes moyens pour regler l'aiimentation de ia bobine (18) durant le cycle de demarrage lorsque le contact de puissance (20) est toujours ouvert apres un temps predetermine par rapport au debut de l'ordre de demarrage, caracterise en ce que les deuxiemes moyens vent agences pour declencher automatiquement durant un intervalle de temps une serie d'impulsions delivrees a ia bobine (18), de maniere a reiterer ['activation du contacteur (16) tent que l'ordre de demarrage est maintenu, et pour modifier l'intensite d'alimentation de la bobine (18) durant ledit intervalle, ou lorsque l'operateur reitere la demande de demarrage en cas de non fermeture du contact mobile (20). 2. Circuit de commande electronique d'un contacteur selon ia revendication 1, caracterise en ce que les impulsions d'excitation delivrees par ['unite de gestion (26) vent constituees par des creneaux ayant un rapport cyclique ajustable. 3. Circuit de commande electronique d'un contacteur selon la revendication 2, caracterise en ce que ['unite de gestion (26) est dotee de moyens pour determiner le rapport cyclique d'alimentation de la bobine (18) en fonction de divers parametres. de la bobine (18). 5. Circuit de commande electronique d'un contacteur selon la revendication 3, caracterise en ce que ledit rapport cyclique depend du nombre d'ordres de o demarrage par l'interrupteur (28) de cle de contact. 6. Circuit de commande electronique d'un contacteur selon la revendication 3, caracterise en ce que ledit rapport cyclique depend de la valeur de la tension