Brevet FR2981812A1 — publié le 20130426

L'invention concerne un dispositif de commande de connexion/déconnexion de l'alimentation d'un moteur d'essuie-glaces de véhicule automobile. À l'heure actuelle, les moteurs d'essuie-glaces de véhicules automobiles sont alimentés à partir d'une tension d'alimentation continue, de l'ordre de 12 V, par 5 l'intermédiaire d'un commutateur d'alimentation, noté HSS pour High Side Switch en anglais. Lors de la coupure de l'alimentation moteur, le moteur d'essuie-glaces étant en fonctionnement, il apparaît une tension de coupure en raison du fonctionnement du moteur d'essuie-glaces en générateur, lors de cette coupure, du fait de la 10 présence de l'aimant permanent équipant ce type de moteur et son inertie. Cette tension de commutation, bien que décroissante, est toutefois présente sur un temps de décroissance de 200 ms environ. L'existence d'une telle tension de commutation d'amplitude transitoire, de l'ordre de 12 volts, est néfaste au bon fonctionnement des circuits électriques du 15 véhicule, en raison du caractère transitoire de cette tension de commutation et de l'inadéquation de son existence vis à vis des critères de compatibilité électromagnétique. L'invention a pour objet de réduire, sinon supprimer, l'existence d'une telle tension de commutation à caractère transitoire. 20 En particulier, un objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'un dispositif de commande de connexion/déconnexion de l'alimentation d'un moteur d'essuie-glaces de véhicule automobile, grâce auquel, lors d'une déconnexion du moteur d'essuie-glaces, l'amplitude de la tension de commutation est rendue inférieur à 1 volt et le temps de décroissance est rendu inférieur à 10 ms. 25 Le dispositif de commande de connexion/déconnexion de l'alimentation d'un moteur d'essuie-glaces de véhicule automobile, objet de l'invention, est remarquable en ce qu'il comporte au moins un circuit de commutation de déconnexion rapide inséré entre la borne de la ligne délivrant la tension d'alimentation moteur et la borne du commutateur d'alimentation moteur. 30 Le dispositif de commande de connexion/déconnexion de l'alimentation d'un moteur d'essuie-glaces de véhicule automobile, objet de l'invention, est également remarquable en ce que le circuit de commutation de déconnexion rapide est constitué par un transistor de commutation commandé, piloté par un signal de signalisation de fonctionnement moteur. Le dispositif de commande de connexion/déconnexion de l'alimentation d'un moteur d'essuie-glaces de véhicule automobile, objet de l'invention, est également remarquable en ce qu'il comporte en outre un interrupteur de commande du signal de signalisation fonctionnement moteur, cet interrupteur de commande étant lui-même piloté par un signal de présence de la tension d'alimentation moteur sur la borne de la ligne délivrant la tension d'alimentation moteur. Le dispositif de commande de connexion/déconnexion de l'alimentation d'un moteur d'essuie-glaces de véhicule automobile, objet de l'invention, est également remarquable en ce que le transistor de commutation commandé est un transistor à effet de champ de type PMOS. Le dispositif de commande de connexion/déconnexion de l'alimentation d'un moteur d'essuie-glaces de véhicule automobile, objet de l'invention, est également remarquable en ce que le circuit de commutation de déconnexion rapide est constitué par un relais électromécanique commandé, piloté par un signal de signalisation de fonctionnement moteur. Le dispositif de commande de connexion/déconnexion de l'alimentation d'un moteur d'essuie-glaces de véhicule automobile, objet de l'invention, est également remarquable en ce que le circuit de commutation de déconnexion rapide est constitué par une diode de puissance connectée dans le sens passant entre la borne de la ligne délivrant la tension d'alimentation moteur et la borne du commutateur d'alimentation. Le dispositif de commande de connexion/déconnexion de l'alimentation d'un moteur d'essuie-glaces de véhicule automobile, objet de l'invention, est également remarquable en ce que la diode de puissance est munie d'une ressource de refroidissement. Il trouve application à la construction et à l'équipement de véhicules 30 automobiles de tout type. Il sera mieux compris à la lecture et à l'observation des dessins ci-après dans lesquels : - la figure 1 représente, à titre illustratif, le schéma fonctionnel d'un dispositif de commande de connexion/déconnexion de l'alimentation d'un moteur d'essuie-glaces de véhicule automobile, conforme à l'objet de la présente invention ; - la figure 2a représente, à titre illustratif, un détail de mise en oeuvre du dispositif objet de l'invention représenté en figure 1,en particulier du circuit de commutation de déconnexion rapide, dans un mode de réalisation préférentiel non limitatif ; - la figure 2b représente, à titre illustratif, un détail de mise en oeuvre du dispositif de commande de connexion déconnexion de l'alimentation d'un moteur d'essuie- glaces de véhicule automobile, conforme à l'objet de la présente invention représenté en figure 1, en particulier du commutateur d'alimentation moteur HSS ; - la figure 3 représente, à titre illustratif, un chronogramme des signaux de tension d'alimentation aux bornes moteur d'essuie-glaces, en l'absence (A) du dispositif de commande de connexion/déconnexion objet de l'invention, en présence (B) du dispositif de commande de connexion/déconnexion objet de l'invention et un chronogramme du courant d'alimentation moteur (C), lors d'une déconnexion en présence du dispositif de commande de connexion/déconnexion objet de l'invention. Le dispositif de commande de connexion/déconnexion de l'alimentation d'un moteur d'essuie-glaces de véhicule automobile, objet de la présente invention, sera maintenant décrit en liaison avec la figure 1 et les figures suivantes. En référence à la figure précitée, le dispositif objet de l'invention comprend un circuit de commutation de déconnexion rapide, noté 1, inséré entre la borne de la ligne délivrant la tension d'alimentation moteur, notée P+, et la borne du commutateur d'alimentation moteur, HSS, portant la référence 2. Bien entendu, ainsi que représenté sur la figure 1 précitée, la borne de sortie du commutateur d'alimentation moteur 2 est connectée à la borne d'alimentation du moteur d'essuie- glaces, noté WM, moteur à courant continu recevant la tension d'alimentation de puissance P +,-, lors du fonctionnement du moteur d'essuie-glaces commandé par l'utilisateur. De préférence, le circuit de commutation de déconnexion rapide 1 est constitué par un transistor de commutation commandé piloté par un signal de signalisation fonctionnement moteur IS, ce signal étant délivré par le commutateur d'alimentation moteur HSS, 2. Ce commutateur HSS peut avantageusement être constitué par un circuit intégré disponible dans le commerce comportant une borne de sortie délivrant le signal de signalisation fonctionnement moteur IS précité. De préférence, mais de manière non limitative, le dispositif de commande de connexion/déconnexion de l'alimentation d'un moteur d'essuie-glaces de véhicule automobile, tel que représenté en figure 1, comporte avantageusement un interrupteur 3 de commande du signal de signalisation fonctionnement moteur IS. L'interrupteur de commande précité 3 est lui-même piloté par un signal de présence de la tension d'alimentation moteur P+ sur la borne de la ligne délivrant la tension d'alimentation moteur. Sur actionnement de la commande de la fonction essuie-glaces par l'utilisateur, on comprend que la tension d'alimentation de puissance P est délivrée aux bornes de la ligne délivrant la tension d'alimentation moteur, et, en conséquence cette dernière peut être délivrée pendant toute l'opération de la fonction essuie-glaces par le circuit 1 de commutation de déconnexion rapide opérant sensiblement comme un élément semi-conducteur à l'état passant, délivrant ce même signal au circuit HSS,2, puis au moteur d'essuie-glaces WM. Le signal de signalisation fonctionnement moteur IS est alors délivré par l'interrupteur de commande 3 commandé à l'état fermé par la tension d'alimentation de puissance P, le circuit de commutation de déconnexion rapide 1 étant maintenu à l'état passant pendant toute la durée d'exécution de la fonction essuie-glaces. L'ensemble constitué par le circuit 1 de commutation de déconnexion rapide et par l'interrupteur de commande 3 constitue en fait un circuit de contre réaction de commande à la connexion/déconnexion. Sur commande de fin de la fonction d'essuie-glaces par l'utilisateur, 30 l'interrupteur de commande 3 est commandé à l'ouverture et le signal de signalisation fonctionnement moteur IS est également coupé, ce qui provoque l'ouverture immédiate du circuit de commutation de déconnexion rapide 1. Le mode opératoire du dispositif de commande de connexion/déconnexion de l'alimentation d'un moteur d'essuie-glaces de véhicule automobile conforme à l'objet de la présente invention, tel que représenté en figure 1, permet, sur déconnexion rapide par le circuit de commutation de déconnexion rapide 1, de supprimer sensiblement toute tension parasite engendrée par le moteur d'essuie-glaces WM fonctionnant transitoirement en générateur lors de la coupure de ce dernier. Ce mode opératoire sera explicité plus en détail en liaison avec les figures 2a et 2b ci-après. Sur la figure 2a on a représenté, à titre d'exemple préférentiel non limitatif, un mode d'exécution spécifique du circuit de commutation de déconnexion rapide 1 de la figure 1. Sur cette figure, on désigne par IGN le signal correspondant à la tension d'alimentation de puissance P+ de la figure 1. À l'observation de la figure 2a précitée, on constate que celui-ci comprend un transistor à effet de champ de type PMOS, noté 10, lequel constitue le transistor de commutation commandé du circuit de commutation de déconnexion rapide 1. Le transistor PMOS 10 précité reçoit le signal IGN sur son électrode de source et comporte, connecté à son électrode de grille, un transistor de commutation T1 par l'intermédiaire d'une résistance R1. Le transistor de commutation T1 constitue un transistor en émetteur commun à la masse dont l'électrode de base reçoit le signal de signalisation de fonctionnement moteur IS délivré par l'interrupteur de commande 3. L'électrode de drain du transistor PMOS 10 délivre le signal d'alimentation commandé IGN2 à la borne d'entrée du commutateur d'alimentation moteur HSS, 2. On comprend que la valeur de la tension du signal d'alimentation commandé IGN2 peut avantageusement être stabilisée par une diode Zenner D1 et que les valeurs des résistances R1 à R5 et des capacités C1 à C3 sont adaptées afin de réaliser une polarisation convenable de l'ensemble. En outre, et de manière avantageuse non limitative, le circuit de commutation 30 de déconnexion rapide 1 peut comporter, par exemple, un deuxième transistor de type NMOS, 11, connecté en série sur la ligne de retour à la tension de masse de l'ensemble du dispositif. Le deuxième transistor de type NMOS 11 permet avantageusement d'isoler l'ensemble du circuit des impulsions négatives d'amplitude élevée susceptibles d'être engendrées par le moteur WM lors de la déconnexion de ce dernier. Enfin on notera, de manière avantageuse, la présence d'un circuit ballast régulateur de tension portant la référence 12, constitué par un deuxième transistor bipolaireT2 et par une deuxième diode Zenner D2 connectée en série avec l'électrode de base du transistor précité. Le circuit ballast régulateur de tension permet de réguler la tension délivrée aux bornes du circuit ballast 12 à une valeur sensiblement égale à celle de la tension de la diode Zenner D2. Le fonctionnement de ce type de circuit ne sera pas décrit en détail, car il correspond à un montage classique connu de l'homme du métier. Un exemple de mise en oeuvre non limitatif du commutateur d'alimentation moteur HSS, 2, est maintenant décrit en liaison avec la figure 2b. Le commutateur d'alimentation moteur 2 peut être mis en oeuvre à partir de tout circuit dédié de ce type, circuit intégré IC comportant, outre la sortie d'alimentation moteur positive +WM, l'alimentation moteur négative -WM étant reliée à la masse de l'ensemble, une sortie du signal de signalisation fonctionnement moteur IS. Le circuit intégré IC comporte une borne d'alimentation recevant le signal de puissance d'alimentation commandé IGN2 délivré par le circuit de commande de commutation de déconnexion rapide 1. Les valeurs de résistance R6 à R10 et la valeur de capacité C4 sont choisies de façon à assurer une polarisation convenable du circuit intégré IC. La figure 3b représente un chronogramme de la tension délivrée aux bornes du moteur d'essuie-glaces sur le diagramme temporel O,V,t ,tension V en valeur relative, la courbe A en grisé représentant l'évolution de cette tension lors d'une coupure de la tension d'alimentation du moteur d'essuie-glaces en l'absence de dispositif de commande de connexion/déconnexion de l'alimentation du moteur d'essuie-glaces conforme à l'objet de la présente invention. Cette situation correspond à celle, sur le schéma de la figure 1, où le circuit de commande de commutation de déconnexion rapide 1 et l'interrupteur de commande 3 sont supprimés, le commutateur d'alimentation moteur HSS, 2, étant directement alimenté par la borne P+. On constate que, sur le chronogramme précité, le temps de décroissance de la tension aux bornes du moteur d'essuie-glaces décroît sur une durée de 200 ms environ. Au contraire, en présence du circuit de commande de commutation de déconnexion rapide 1 et de l'interrupteur de commande 3, courbe B, la décroissance est très rapide, inférieure à 10 ms. Le diagramme supérieur 0,I,t , intensité I en valeur relative, représente la variation correspondante du courant délivré, courbe C, lors de la commutation de 10 déconnexion du moteur d'essuie-glaces. D'une manière plus générale, on indique que le circuit de commutation de déconnexion rapide 1 peut-être constitué par un relais électromécanique commandé. Ce relais est également commandé par le signal de signalisation fonctionnement moteur IS, par l'intermédiaire de l'interrupteur de commande 3 par 15 exemple. Enfin, il est également envisageable de constituer le circuit de commutation de déconnexion rapide 1 par une diode de puissance connectée dans le sens passant entre la borne de la ligne délivrant la tension d'alimentation moteur, borne positive, et la borne du commutateur d'alimentation HSS, 2. Dans cette hypothèse, 20 la commande par le signal de signalisation fonctionnement moteur IS est alors supprimée. Toutefois, la mise en oeuvre d'une simple diode de puissance implique une dissipation d'énergie importante par effet Joule, de l'ordre de 15 W. Cette solution présente un intérêt moindre, du point de vue de la consommation globale d'énergie 25 de la fonction d'essuie-glaces, et nécessite en outre la mise en oeuvre d'une ressource de refroidissement, tel qu'un radiateur associé à la diode de puissance précitée. 30