Brevet FR2904157A1 — publié le 20080125

La présente invention concerne un circuit électrique d'alimentation d'un module de commande d'un moteur thermique comme ceux utilisés pour la motorisation des véhicules automobiles. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Un tel module de commande, généralement nommé ECU (de l'anglais "Engine Control Unit", unité de commande moteur), comprend un noyau numérique tel qu'un microprocesseur agencé pour gérer l'injection du carburant, le pilotage du papillon des gaz... Le circuit électrique d'alimentation du module de commande comporte généralement une batterie reliée par une branche principale à un organe de régulation de tension intégré au module de commande pour alimenter celui- ci. La batterie est généralement celle du véhicule auto-mobile, également utilisée pour alimenter d'autres composants du moteur comme le démarreur. La batterie délivre généralement une tension de 12 volts tandis que l'organe de régulation de tension délivre, à partir de cette ten- Sion de 12 volts, une tension de 5 volts et une tension de 3,3 volts pour alimenter le module de commande. Pendant la phase de démarrage, la consommation du démarreur entraîne une chute de la tension disponible à la batterie et rend nécessaire de disposer dans le circuit d'alimen- tation d'une capacité suffisante pour restituer l'énergie permettant d'alimenter le module de commande. Il a égale-ment été envisagé d'élever la tension fournie par la batterie avant son entrée dans l'organe de régulation de tension. Il existe des circuits intégrés dédiés pouvant réaliser cette fonction. Ces circuits intégrés sont toutefois coûteux sans être suffisamment robustes pour pou-voir fonctionner dans le compartiment moteur d'un véhicule automobile. On aurait également pu imaginer de programmer le module de commande pour qu'il réalise lui-même cette fonction. Cependant, au moment du démarrage, la 2904157 2 charge de calcul du module de commande est importante au point que le module de commande ne pourrait gérer efficacement cette fonction d'élévation de tension. OBJET DE L'INVENTION Il serait donc intéressant de disposer d'un moyen permettant d'alimenter un module de commande de moteur thermique lorsque la tension délivrée par la batterie est relativement faible. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un circuit électrique d'alimentation d'un module de com- mande, comportant une batterie reliée par une branche principale à un organe de régulation de tension associé au module de commande pour alimenter le module de cornmande, le circuit d'alimentation comprenant une branche secondaire, en parallèle de la branche principale, qui est reliée à un convertisseur élévateur de tension régulé par un signal et relié à un organe de détermination du signal de régulation par comparaison d'une image d'une 20 tension de sortie du convertisseur élévateur de tension à un signal de référence généré à partir d'une tension de sortie de l'organe de régulation de tension, et la branche principale étant montée en by-pass de la branche secondaire lorsque la batterie délivre une tension supérieure à un seuil de fonctionnement nominal prédéterminé. Ainsi, lorsque la tension délivrée par la batte-rie est inférieure au seuil de fonctionnement nominal prédéterminé, la batterie alimente l'organe de régulation de tension par la branche secondaire dans laquelle la 30 tension est élevée pour permettre l'alimentation de l'organe de régulation de tension. Lorsque la tension délivrée par la batterie est supérieure au seuil de fonctionnement nominal prédéterminé, la batterie alimente directement l'organe de régulation de tension via la branche 35 principale. En application à un moteur thermique de véhi- 5 10 2904157 3 cule automobile, la branche secondaire permet l'alimentation de l'organe de régulation lors des phases de démarrage tandis que la branche principale assure l'alimentation de l'organe de régulation en dehors de la phase de 5 démarrage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. 10 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue schématique du circuit électrique d'alimentation conforme à l'invention, 15 - la figure 2 est un diagramme représentant la tension en fonction du temps et illustrant la phase de détermination des impulsions. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Le circuit électrique d'alimentation, qui est ici 20 décrit et généralement désigné en 1 à la figure 1, est destiné à alimenter un module de commande 2 d'un moteur thermique 3 de véhicule automobile. Le module de commande 2 est connu en lui-même. Le circuit électrique 1 comprend une branche 25 principale 5 reliant une batterie 6 à un organe de régulation de tension 7 intégré au module de commande 2 pour alimenter celui-ci. La batterie est ici la batterie de 12 volts du véhicule automobile et est reliée à d'autres éléments du véhicule automobile et notamment au démarreur 30 du moteur thermique 3. L'organe de régulation de tension 7 est connu en lui-même et comprend ici un régulateur linéaire agencé pour fournir notamment une tension de 5 volts au module de commande 2. La branche principale 5 comprend une diode 8 pas- 35 sante de la batterie 6 vers l'organe de régulation de 2904157 4 tension 7. Le circuit électrique 1 comprend en outre une branche secondaire 9 s'étendant en parallèle de la branche principale 5 et raccordée à celle-ci de part et d'au- 5 tre de la diode 8. La branche secondaire 9 est reliée à un convertisseur élévateur de tension, généralement désigné en 10, comportant un circuit de commutation de puissancé 11 fonctionnant à partir d'impulsions produites par un circuit générateur d'impulsions 12 fonctionnant à par- 10 tir d'un signal triangulaire, ici centré, produit par un circuit générateur de signal triangulaire 13 et à partir d'une tension issue d'un circuit diviseur de tension 14. Le circuit de commùtation de puissance 11 comprend deux diodes 15, 16 disposées en série sur la bran- 15 che secondaire 9 et passante de la batterie 6 vers le module de commande 2, et une inductance 17 disposée entre les diodes 15, 16. Le circuit de commutation de puissance 11 comporte de façon connue en elle-même un transistor 18 N MOSFET dont la source et le drain sont raccordés à la 20 masse et à la branche secondaire 9 entre la diode 16 et l'inductance 17, et la grille est raccordée à la sortie du circuit générateur d'impulsions 12. Le circuit générateur de signal triangulaire 13 est réalisé ici de façon connue en soi au moyen d'un corn- 25 parateur. Le circuit générateur de signal triangulaire 13 reçoit en entrée la tension issue de l'organe de régulation de tension 7 et délivre en sortie un signal triangulaire représenté en 100 sur la figure 2. Les composants du circuit générateur de signal triangulaire sont choisis 30 pour que le signal triangulaire 100 ait une tension minimale d'environ 2,4 volts et une tension maximale d'environ 3,7 volts pour une tension de sortie Vcc de l'organe de régulation de tension 7 comprise entre 4,9 volts et 5,1 volts environ. 35 Le circuit générateur d'impulsions 12 (connu en 2904157 5 lui-même, circuit de type PWM "Pulse Width Modulation", modulation de largeur d'impulsion) comprend un comparateur recevant en entrée positive le signal triangulaire 100 et en entrée négative la tension issue du circuit di- 5 viseur 14 et représentée en 200 sur la figure 2. L'amplificateur compare les deux signaux et délivre en sortie, par l'intermédiaire d'un montage à transistors, des impulsibns 300 qui alimentent la grille du transistor 18. Le circuit diviseur 14 est alimenté par la ten- 10 Sion de sortie du circuit de commutation de puissance 11 et opère une division de la tension de sortie du circuit de commutation de puissance il pour fournir la tension 200 à l'entrée négative de l'amplificateur du circuit générateur d'impulsions 12. La tension en sortie du divi- 15 seur est donc une image de la tension de sortie du convertisseur élévateur de tension 10, résultant d'un traitement de cette tension. Les composants et le montage du convertisseur élévateur de tension 10 sont déterminés pour permettre la 20 production d'une tension minimale de sortie d'environ 6 volts pour une tension d'entrée minimum de 4,5 volts. Le circuit diviseur 14 est agencé de façon connue en soi pour réaliser une division telle que la tension de sortie du circuit diviseur 14 vaut 3,7 volts lorsque la tension 25 de sortie du circuit de commutation de puissance 11 vaut 7,1 volts. Les composants des branches principale 5 et secondaire 9 sont choisis de telle manière que la branche principale 5 soit en by-pass de la branche secondaire 9 30 lorsque la tension délivrée par la batterie 6 est supérieure à un seuil de fonctionnement nominal de 7,7 volts environ. Le module de commande 2 est alors alimenté par la branche principale 5. En dessous du seuil de fonctionnement nominal, le module de commande 2 est alimenté par 35 la branche secondaire 9. La tension est alors élevée de 2904157 6 façon analogique pour atteindre une valeur suffisante pour alimenter le module de commande 2 via l'organe de régulation 7. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au 5 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, bien que le signal de référence ait été décrit comme un signal triangulaire centré, le 10 signal de référence peut avoir d'autres formes et être notamment tout signal comportant une succession de motifs, de périodes variables ou constantes, ayant chacun une portion montante et une portion descendante dont l'une au moins est globalement inclinée, c'est-à-dire un 15 signal comportant une succession de rampes tel qu'un signal triangulaire non centré ou à dents de scie, ou à portions curvilignes comme un signal sinusoïdal. Le signal de référence peut en outre avoir une amplitude et/ou une période variables. 20 Les valeurs numériques ne sont indiquées qu'à titre d'exemple et peuvent être modifiées notamment en fonction des composants à alimenter, de la batterie utilisée, de l'application envisagée... REVENDICATIONS 1. Circuit électrique d'alimentation (1) d'un module de commande (2), comportant une batterie (6) reliée par une branche principale (5) à un organe de régulation de tension (7) associé au module de commande pour alimenter le module de commande, caractérisé en ce que le circuit' d'alimentation comprend une branche secondaire (9), en parallèle de la branche principale, qui est reliée à un convertisseur élévateur de tension (10) régulé par un signal et relié à un organe de détermination (12) du signal de régulation par comparaison d'une image d'une tension de sortie du convertisseur élévateur de tension avec un signal de référence à partir d'une tension de sortie de l'organe de régulation de tension, et en ce que la branche principale est montée en by-pass de la branche secondaire lorsque la batterie délivre une tension supérieure à un seuil de fonctionnement nominal prédéterminé. 2. Circuit selon la revendication 1, dans lequel l'image de la tension de sortie du convertisseur éléva- teur (10) est obtenue par division de cette tension. 3. Circuit selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le signal de régulation comprend des impulsions et le signal de référence est un signal comportant une succession de motifs ayant chacun une portion montante et une portion descendante dont au moins l'une est globalement inclinée. 4. Circuit selon la revendication 3, dans lequel le signal de référence est un signal triangulaire. 5. Circuit selon la revendication 4, dans lequel, pour une tension de sortie de l'organe de régulation de tension (7) comprise entre 4,9 volts et 5,1 volts environ, le signal triangulaire une valeur minimale de 2,4 volts environ et une valeur maximale de 3,7 volts envi- ron. 2904157 8 6. Circuit selon la revendication 1, dans lequel, pour une tension nominale de batterie (6) de 12 volts, le seuil de fonctionnement nominal est égal à 7,7 volts environ. 5 7. Circuit selon la revendication 1, dans lequel le convertisseur élévateur de tension (10) est agencé pour fournir une tension minimale de sortie de 6 volts environ lorsque la batterie délivre une tension de 4,5 volts environ.