EP0793015B1 - Procédé et dispositif pour la coupure d'un démarreur de véhicule automobile après démarrage de son moteur thermique - Google Patents

Procédé et dispositif pour la coupure d'un démarreur de véhicule automobile après démarrage de son moteur thermique Download PDF

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EP0793015B1
EP0793015B1 EP97400427A EP97400427A EP0793015B1 EP 0793015 B1 EP0793015 B1 EP 0793015B1 EP 97400427 A EP97400427 A EP 97400427A EP 97400427 A EP97400427 A EP 97400427A EP 0793015 B1 EP0793015 B1 EP 0793015B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
starter
ripples
signal
counter
duration
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP97400427A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0793015A1 (fr
Inventor
René Jacquet
Bruno Lefebvre
Gérard Vilou
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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Publication date
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0848—Circuits or control means specially adapted for starting of engines with means for detecting successful engine start, e.g. to stop starter actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/04—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the starter motor
    • F02N2200/044—Starter current

Definitions

  • the present invention relates to a method and to a device for switching off a vehicle starter automobile after starting the heat engine thereof.
  • the effective starting speed of the engine is a function of many parameters and in particular of the state of wear of its components, its injection and ignition system or temperature ambient.
  • the speed threshold at from which the starter is cut is generally very higher than the actual engine start speed. Therefore, in most cases, the starter works well beyond the time that would be required.
  • a starter control device which cuts the starter when the ripples of its voltage or its intensity disappear.
  • the voltage signal or intensity is sent on two channels, one of which is delayed. As long as there are ripples, both tracks are at different levels. When the ripples disappear, the two paths are the same level and the device cuts the starter.
  • the control of the cut occurs, relative to the engine start thermal, with a delay time corresponding to the delay from the second line.
  • An object of the invention is to propose a method and a device for cutting a starter from motor vehicle as soon as the heat engine thereof has reached its autonomy threshold, the start-up time being systematically reduced to just what is necessary.
  • this object is achieved in that for each new ripple, a period of scrutiny of a duration which decreases with the increase of the frequency of the ripples and in that we cut the starter when no new ripple is detected in the last polling period.
  • the invention also proposes, in order to implements this process, a device for controlling the shutdown of a motor vehicle starter comprising means for detecting ripples of a signal corresponding to the supply voltage of this starter or the intensity flowing through it, as well as means for controlling the cut-off of this starter when these ripples disappear, characterized in that it includes means for generating, for each new ripple, a scanning period of duration which decreases with increasing frequency of ripples and in that the means of cutting the starter cut off this one when no new ripple is not detected in the last period of scrutiny.
  • FIG. 1 illustrates a device for controlling the supply of a starter motor D which comprises an electric motor M mounted between a supply terminal B + at the voltage of the vehicle battery and ground.
  • This device comprises a contactor 1 mounted between the terminal B + of supply to the battery voltage and the starter D.
  • This contactor 1 is a relay actuated by a winding 2. One of the ends of this winding 2 is connected to the supply terminal B + . Its other end is connected on the one hand to the source of a MOSFET transistor 3 and on the other hand to a coil 5 connected to ground.
  • the drain of transistor 3 is connected to the supply terminal B + . Its gate is connected to the output of a unit 4, from which it receives a control voltage.
  • transistor 3 could be replaced by any other type of switch.
  • the unit 4 generates said control voltage as a function on the one hand of the undulations of the voltage of the supply terminal B + , and on the other hand of the position of the contactor actuated by the ignition key (switch 6).
  • control unit 4 The processing carried out by the control unit 4 will now be described in detail with reference to Figures 2 and 3a to 3e.
  • the input voltage of unit 4 (voltage of terminal B + ) is of the type illustrated in FIG. 3a. This voltage has, as long as the engine has not started, ripples whose frequency increases with the speed of said engine. These ripples disappear when the engine has started.
  • this signal is filtered by a low-pass filter 7. Its continuous component is then deleted in stage 8.
  • the signal then obtained is of the type of that of FIG. 3b, which corresponds to the filtered alternating component of the signal of Figure 3a.
  • this signal is transformed into a niche signal of the type of Figure 3c.
  • this stage 9 transforms the negative pulses of the signal at the output of stage 8 in positive pulses of constant amplitude and similarly duration than these negative impulses.
  • the niche signal thus obtained at the output of stage 9 is sent on the one hand to a generator of pulses 10 and on the other hand on a timer 11.
  • the generator 10 generates on the rising edges of the niche signal of short duration pulses (figure 3d), which reset the time delay generated by the timer 11 (figure 3d).
  • the duration of the new Tsi delay generated is modified according to the duration Tci of the rectangular elementary signal at the output of stage 9, so as to be decreasing from one pulse to the other.
  • This duration Tsi is chosen to be greater than two times the duration Tci of the last elementary signal rectangular, so that, as long as the input signal of unit 4 has ripples, a new ripple occurs before the end of each timer, the timer is then reset to zero by the impulse that corresponds to this new ripple.
  • Unit 4 includes means 12 for inhibiting the blocking of transistor 3, as long as the time delay is thus maintained by the ripples of the input signal.
  • the control voltage of the gate of transistor 3 is at a level (level 1 in Figure 3e), where it controls the closing of said transistor 3, so that the winding 2 is short-circuited and that contactor 1 is closed.
  • the blocking circuit that constitutes the means 12 is also inhibited by reset pulses zero (figure 3d).
  • the starter is therefore not stopped inadvertently by resetting the timer 11.
  • the blocking of transistor 3 is no longer inhibited (signal of figure 3e at its level 0).
  • the winding 2 is no longer short-circuited and contactor 1 is open. The starter is then cut off.
  • the time between starting the engine and switching off the starter is particularly short, since it is less than the last time delay Tsi generated.
  • FIG. 4 An example of a possible circuit for timer 11 is illustrated in FIG. 4.
  • It has an integrated timing circuit 13, of a standard type, having an entry 13a of voltage-controlled duration control.
  • a capacitor C is mounted between this input 13a and mass.
  • This capacitor C is charged by a signal elementary in niche through a diode D and a resistance R, the charging voltage Uc across the capacitor C being transmitted, possibly by through an amplifier, at input 13a.
  • Diode D prevents capacitor C from discharge when said elementary signal disappears.
  • the reset signal drives a transistor T mounted between capacitor C and ground. He provokes rapid discharge of capacitor C via of said transistor T.
  • the circuit 13 is therefore controlled by a voltage which corresponds to the average voltage of Uc and which is a function of the duration Tc of the last rectangular elementary signal received.
  • FIG. 5c This is what has been illustrated in FIG. 5c, on which is shown the voltage Uc, the signal in niche and the reset pulses having been shown in Figures 5a and 5b.
  • the average value of the voltage Uc is shown in lines mixed and is also indicated by the double arrows.
  • FIG 4 there is also shown the input 13b time base of the timing circuit 13, as well as its control output 13c, which is maintained by a capacitor C1 at the control voltage of the transistor 3 is closed, as long as the time delay is not not finished, and which discharges the capacitor C1 at the end time delay.
  • the input signal is the voltage taken from the electric motor supply terminal B + (figure 7a).
  • This signal is sent to a low-pass filter 107 which rids this input signal of its parasites.
  • the next floor 108 removes the component of the filtered signal.
  • the alternative signal obtained is of the type illustrated in FIG. 7b.
  • the signal at the output of this stage 108 is transmitted to a low level detector 120.
  • This detector 120 generates a succession short pulses, calibrated in duration and amplitude ( Figure 7c). These pulses are sent to a counter 121 which also receives a signal from a clock 122 increment.
  • Each pulse characterizes an end of phase of compression of the motor driven by the starter D.
  • Counter 121 is reset to zero by each impulse. The value it reaches before each delivery to zero by a pulse characterizes the duration between two successive engine compressions.
  • the pulses generated by the detector 120 of low level are also transmitted, with the signal incrementing the clock 122, to a down counter 124 which is reset with each new pulse.
  • the value at which the down-counter 124 is reset is a function of the time between the two last pulses measured by the counter 121.
  • the content Tc of counter 121 is transmitted to a multiplier operator 123 which multiplies it by a value k greater than 1.
  • the value at output of multiplier 123 is transmitted to down counter 124.
  • the scrutiny period thus defined by the countdown made by the downcounter 124 is therefore greater during the compression cycle of the engine.
  • the down-counter 124 is reset before the end of its periods of scrutiny by impulses successively generated by the ripples of the signal input ( Figure 7d).
  • the blocking of transistor 3 is then inhibited by the means 112 (signal of FIG. 7e at its level 1).
  • the starter When the engine has started, the starter no longer transmits torque, so that ripples and impulses disappear.
  • the absence pulses during a scan period means so that the engine has started.
  • the means 112 are controlled from so as no longer to inhibit the blocking of the transistor command 3 (signal of figure 7e at its level 0).
  • the contactor 1 goes to open state.
  • the down-counter 124 is reset before resetting the counter 121.
  • a delay circuit can be provided on the reset input of counter 121.
  • Starting the system requires either a inhibition of the blocking circuit of transistor 3 during at least one compression, i.e. an initial loading of a value in the down-counter 124.
  • the multiplier can be removed if we do the counting down at a frequency lower than that of counting. You can for this purpose insert a circuit divider, for example with flip-flop, between the clock 122 and the down-counter 124.
  • the signal processed by unit 4 can be a signal corresponding to the intensity of the current passing through the starter D.
  • This intensity signal can be obtained by measuring the voltage drop on conductive elements having an essentially ohmic characteristic, which are in series with the starter, such as power contacts of contactor 11, the connecting cable between the contactor 11 and the starter D, the ground return cable of the starter D, the power cable between the battery B + and the starter D.
  • this current intensity can be obtained by measuring the voltage variations induced in a measuring coil crossed by one of the elements previously cited drivers.
  • the signal pulses illustrated in figures 3d or 7c can be generated by a zero crossing detector of the component alternative of the filtered signal (instead of the low level or high level).
  • the motor drive by the starter can be characterized by the derivative of the supply voltage or current.
  • the derivative of the voltage is negative and the derivative of the current is positive.
  • a monostable rocking device allows to trigger a signal at the beginning or at the end of the starter training period.
  • a time delay variable of the type just described allows to adapt to the engine speed by cutting at most the starter early, without risking a stop command untimely.
  • the speed is of the order of 300 to 400 revolutions / minute, or a duration between two successive pulses from 0.07 to 0.1 seconds.
  • the speed can be 70 rpm only, that is to say a duration between two pulses of 0.43 seconds.
  • a fixed time delay set to 0.43 seconds would drive the engine cold, but the order starter stop would be very late and could even intervene, especially when the engine is warm, with high motor speeds of the order of 1000 to 1500 revolutions / minute, i.e. a pinion speed for the starter 12,000 to 20,000 rpm.
  • the starter breaking is independent of the characteristics of the engine, including the number of cylinders, characteristics injection and ignition, wear or adjustment condition engine, battery characteristics ...
  • the proposed solution presents the advantage of being entirely autonomous and of not requiring no additional wiring during installation on the vehicle.
  • the assembly constituted by a control device of the type proposed by the invention and its alternator is in interchangeable effect with a conventional starter.
  • the starter proposed by the invention can be treated as a low control current, which allows us to consider many changes to the start command, for example: control by code entry, by pedal acceleration, etc.

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Description

La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif pour la coupure d'un démarreur de véhicule automobile après démarrage du moteur thermique de celui-ci.
Habituellement, l'arrêt de l'entraínement du moteur thermique par le démarreur est commandé par l'utilisateur du véhicule qui relâche la clé de contact lorsque le moteur thermique fait un bruit caractéristique.
Toutefois, la tendance à rendre les moteurs thermiques de plus en plus silencieux fait qu'il devient difficile pour l'utilisateur de détecter la fin du démarrage. Il en résulte une sollicitation plus sévère du démarreur.
On connaít déjà de nombreux dispositifs pour couper un démarreur de véhicule automobile lorsque le moteur thermique a démarré et est suffisamment autonome pour atteindre de lui-même son régime de ralenti.
Notamment, il a déjà été proposé dans la demande de brevet FR 2 626 417 de commander la coupure du démarreur lorsque la fréquence des ondulations de la tension aux bornes de celui-ci ou de l'intensité du courant qui le traverse est supérieure à un seuil donné. Cette solution exploite la caractéristique selon laquelle la fréquence des ondulations - qui correspondent aux compressions successives du moteur thermique - est croissante en fonction du temps.
Toutefois, cette solution ne permet pas d'arrêter le démarreur immédiatement après le démarrage du moteur à combustion.
L'obtention d'une mesure de fréquence suppose en effet une analyse du signal sur une fenêtre temporelle suffisamment longue. De ce fait, lorsque la fréquence seuil est atteinte, l'ordre de coupure du démarreur est retardé jusqu'à la fin de la première fenêtre temporelle permettant la mesure d'une fréquence supérieure à cette fréquence seuil.
Par ailleurs, la vitesse effective de démarrage du moteur thermique est fonction de nombreux paramètres et en particulier de l'état d'usure de ses composants, de son système d'injection et d'allumage ou de la température ambiante. Pour ne pas risquer, dans certains cas, de couper prématurément le démarreur, le seuil de vitesse à partir duquel on coupe le démarreur est généralement très supérieur à la vitesse effective de démarrage du moteur. De ce fait, dans la majorité des cas, le démarreur fonctionne bien au-delà de la durée qui serait nécessaire.
On connaít également par FR 2 393 165, un dispositif de commande d'un démarreur qui coupe celui-ci lorsque les ondulations de sa tension ou de son intensité disparaissent. A cet effet, le signal de tension ou d'intensité est envoyé sur deux voies dont l'une est retardée. Tant qu'il existe des ondulations, les deux voies sont à des niveaux différents. Lorsque les ondulations disparaissent, les deux voies sont au même niveau et le dispositif coupe le démarreur.
Toutefois, avec un tel dispositif, la commande de la coupure intervient, par rapport au démarrage du moteur thermique, avec un temps de retard correspondant au retard de la deuxième ligne.
Un but de l'invention est de proposer un procédé et un dispositif permettant de couper un démarreur de véhicule automobile dès que le moteur thermique de celui-ci a atteint son seuil d'autonomie, la durée du démarrage étant réduite systématiquement au juste nécessaire.
Ceci permet d'améliorer le confort d'utilisation et éventuellement de simplifier le démarreur lui-même en supprimant sa fonction roue libre.
Selon l'invention, ce but est atteint en ce que pour chaque nouvelle ondulation, on génère une période de scrutation d'une durée qui décroít avec l'augmentation de la fréquence des ondulations et en ce qu'on coupe le démarreur lorsqu'aucune nouvelle ondulation n'est détectée dans la dernière période de scrutation.
L'invention propose également, pour mettre en oeuvre ce procédé, un dispositif pour la commande de la coupure d'un démarreur de véhicule automobile comportant des moyens pour la détection des ondulations d'un signal correspondant à la tension d'alimentation de ce démarreur ou à l'intensité qui le traverse, ainsi que des moyens pour la commande de la coupure de ce démarreur lorsque ces ondulations disparaissent, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour générer, pour chaque nouvelle ondulation, une période de scrutation d'une durée qui décroít avec l'augmentation de la fréquence des ondulations et en ce que les moyens de coupure du démarreur coupent celui-ci lorsqu'aucune nouvelle ondulation n'est détectée dans la dernière période de scrutation.
Ce dispositif est avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles :
  • les moyens de détection d'ondulations comportent des moyens pour générer à chaque nouvelle ondulation une impulsion de remise à zéro de la période de scrutation ;
  • le dispositif comporte des moyens de traitement pour transformer les ondulations du signal en un signal rectangulaire d'amplitude constante et de même période que les ondulations et en ce que la période de scrutation est fonction de la durée d'un créneau élémentaire de ce signal rectangulaire ;
  • le dispositif comporte un temporisateur à durée commandée en tension, dont l'entrée de commande est commandée par la tension d'un condensateur alimenté par le signal rectangulaire et en ce qu'il comporte des moyens pour décharger ce condensateur à chaque impulsion de remise à zéro ;
  • le dispositif comporte un compteur qui est réinitialisé à chaque nouvelle impulsion de remise à zéro, la durée de la période de scrutation étant fonction de la valeur de ce compteur à chaque nouvelle impulsion ;
  • le dispositif comporte un décompteur réinitialisé à une valeur fonction de la valeur du compteur à la réception de chaque nouvelle impulsion de remise à zéro ;
  • le compteur et le décompteur sont commandés par un même signal d'horloge, la valeur de réinitialisation du décompteur étant choisie supérieure à la valeur du compteur ;
  • à chaque impulsion de remise à zéro, le décompteur est réinitialisé avant le compteur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit. Cette description est purement illustrative et non limitative. Elle doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
  • la figure 1 est un schéma d'un dispositif de commande de coupure d'un démarreur conforme à un mode de réalisation possible pour l'invention ;
  • la figure 2 est un schéma synoptique sur lequel on a illustré un mode de réalisation possible pour les moyens de commande du dispositif de la figure 1 ;
  • les figures 3a à 3e représentent différents signaux obtenus en sortie des étages de traitement des moyens de la figure 2 ;
  • la figure 4 est un schéma illustrant un mode de réalisation possible pour le temporisateur à durée de temporisation variable des moyens de commande de la figure 2 ;
  • les figure 5a à 5c illustrent différents signaux de commande du temporisateur de la figure 4 ;
  • la figure 6 est une représentation synoptique semblable à celle de la figure 2 illustrant un autre mode de réalisation possible pour les moyens de commande d'un dispositif conforme à l'invention ;
  • les figures 7a à 7e sont des figures semblables aux figures 3a à 3e et représentent différents signaux obtenus en sortie des étages de traitement des moyens de la figure 6.
On a illustré sur la figure 1 un dispositif pour la commande de l'alimentation d'un démarreur D qui comporte un moteur électrique M monté entre une borne d'alimentation B+ à la tension de la batterie du véhicule et la masse.
Ce dispositif comporte un contacteur 1 monté entre la borne B+ d'alimentation à la tension de la batterie et le démarreur D.
Ce contacteur 1 est un relais actionné par un bobinage 2. L'une des extrémités de ce bobinage 2 est reliée à la borne d'alimentation B+. Son autre extrémité est reliée d'une part à la source d'un transistor MOSFET 3 et d'autre part à un bobinage 5 relié à la masse.
Le drain du transistor 3 est relié à la borne d'alimentation B+. Sa grille est reliée à la sortie d'une unité 4, dont elle reçoit une tension de commande.
Bien entendu, le transistor 3 pourrait être remplacé par tout autre type d'interrupteur.
Dans l'exemple illustré sur ces figures, l'unité 4 génère ladite tension de commande en fonction d'une part des ondulations de la tension de la borne d'alimentation B+, et d'autre part de la position du contacteur actionné par la clé de contact (contacteur 6).
Le traitement que réalise l'unité de commande 4 va maintenant être décrit de façon détaillée en référence aux figures 2 et 3a à 3e.
Lors de la phase de démarrage du moteur thermique, la tension en entrée de l'unité 4 (tension de la borne B+) est du type de celle illustrée sur la figure 3a. Cette tension présente, tant que le moteur thermique n'a pas démarré, des ondulations dont la fréquence croít avec la vitesse dudit moteur. Ces ondulations disparaissent lorsque le moteur thermique a démarré.
Ainsi qu'illustré sur la figure 2, ce signal est filtré par un filtre passe-bas 7. Sa composante continue est ensuite supprimée dans un étage 8. Le signal alors obtenu est du type de celui de la figure 3b, qui correspond à la composante alternative filtrée du signal de la figure 3a.
Dans un étage 9 ultérieur (figure 2), ce signal est transformé en un signal en créneau du type de celui de la figure 3c. A cet effet, cet étage 9 transforme les impulsions négatives du signal en sortie de l'étage 8 en des impulsions positives d'amplitude constante et de même durée que ces impulsions négatives.
Le signal en créneau ainsi obtenu en sortie de l'étage 9 est envoyé d'une part sur un générateur d'impulsions 10 et d'autre part sur un temporisateur 11.
Le générateur 10 génère aux fronts montants du signal en créneau des impulsions de courte durée (figure 3d), qui remettent à zéro la temporisation engendrée par le temporisateur 11 (figure 3d).
A chaque remise à zéro, la durée de la nouvelle temporisation Tsi générée est modifiée en fonction de la durée Tci du signal élémentaire rectangulaire en sortie de l'étage 9, de façon à être décroissante d'une impulsion à l'autre. Cette durée Tsi est choisie supérieure à deux fois la durée Tci du dernier signal élémentaire rectangulaire, de sorte que, tant que le signal en entrée de l'unité 4 présente des ondulations, une nouvelle ondulation intervient avant la fin de chaque temporisation, le temporisateur étant alors remis à zéro par l'impulsion qui correspond à cette nouvelle ondulation.
L'unité 4 comporte des moyens 12 pour inhiber le blocage du transistor 3, tant que la temporisation est ainsi maintenue par les ondulations du signal en entrée. La tension de commande de la grille du transistor 3 est à un niveau (niveau 1 sur la figure 3e), où elle commande la fermeture dudit transistor 3, de sorte que le bobinage 2 est court-circuité et que le contacteur 1 est fermé.
Le circuit de blocage que constituent les moyens 12 est également inhibé par les impulsions de remise à zéro (figure 3d). Le démarreur n'est donc pas arrêté intempestivement par la réinitialisation du temporisateur 11.
Lorsque les ondulations disparaissent, c'est-à-dire lorsque le moteur thermique démarre, les impulsions de remise à zéro (figure 3d) disparaissent également et la temporisation se termine.
Le blocage du transistor 3 n'est plus inhibé (signal de la figure 3e à son niveau 0). Le bobinage 2 n'est donc plus court-circuité et le contacteur 1 est ouvert. Le démarreur est alors coupé.
Avec un tel dispositif, le délai entre le démarrage du moteur thermique et la coupure du démarreur est particulièrement court, puisqu'il est inférieur à la dernière durée de temporisation Tsi générée.
Un exemple de circuit possible pour le temporisateur 11 est illustré sur la figure 4.
Il comporte un circuit de temporisation intégré 13, d'un type standard, présentant une entrée 13a de contrôle de durée pilotée en tension.
Un condensateur C est monté entre cette entrée 13a et la masse.
Ce condensateur C est chargé par un signal élémentaire en créneau à travers une diode D et une résistance R, la tension de charge Uc aux bornes du condensateur C étant transmise, éventuellement par l'intermédiaire d'un amplificateur, à l'entrée 13a.
La diode D empêche que le condensateur C se décharge lorsque ledit signal élémentaire disparaít.
Le signal de remise à zéro commande un transistor T monté entre le condensateur C et la masse. Il provoque la décharge rapide du condensateur C par l'intermédiaire dudit transistor T.
Le circuit 13 est donc piloté par une tension qui correspond à la tension moyenne de Uc et qui est fonction de la durée Tc du dernier signal élémentaire rectangulaire reçu.
C'est ce qu'on a illustré sur la figure 5c, sur laquelle on a représenté la tension Uc, le signal en créneau et les impulsions de remise à zéro ayant été représentés sur les figures 5a et 5b. Sur la figure 5c, la valeur moyenne de la tension Uc est représentée en traits mixtes et est également indiquée par les flèches doubles.
Sur la figure 4, on a également représenté l'entrée 13b base de temps du circuit de temporisation 13, ainsi que sa sortie de commande 13c, qui est maintenue par un condensateur C1 à la tension de commande de la fermeture du transistor 3, tant que la temporisation n'est pas terminée, et qui décharge le condensateur C1 à l'issue de la temporisation.
Un autre mode de réalisation possible a encore été illustré sur les figures 6 et 7a à 7e.
On a repris pour les éléments de la figure 2 qui se retrouvent sur la figure 6 la même numérotation de référence augmentée de 100.
Le signal en entrée est la tension prélevée sur la borne B+ d'alimentation du moteur électrique (figure 7a).
Ce signal est envoyé sur un filtre passe-bas 107 qui débarrasse ce signal d'entrée de ses parasites.
L'étage suivant 108 supprime la composante continue du signal filtré. Le signal alternatif obtenu est du type de celui illustré sur la figure 7b.
Le signal en sortie de cet étage 108 est transmis à un détecteur de niveau bas 120.
Ce détecteur 120 génère une succession d'impulsions brèves, calibrées en durée et en amplitude (figure 7c). Ces impulsions sont envoyées sur un compteur 121 qui reçoit également d'une horloge 122 un signal d'incrémentation.
Chaque impulsion caractérise une fin de phase de compression du moteur entraíné par le démarreur D.
Le compteur 121 est remis à zéro par chaque impulsion. La valeur qu'il atteint avant chaque remise à zéro par une impulsion caractérise la durée entre deux compressions successives du moteur.
Les impulsions générées par le détecteur 120 de niveau bas sont également transmises, avec le signal d'incrémentation de l'horloge 122, à un décompteur 124 qui est réinitialisé à chaque nouvelle impulsion.
La valeur à laquelle le décompteur 124 est réinitialisé est fonction de la durée entre les deux dernières impulsions mesurée par le compteur 121.
Dans l'exemple ici décrit, le contenu Tc du compteur 121 est transmis à un opérateur multiplicateur 123 qui le multiplie par une valeur k supérieure à 1. La valeur en sortie du multiplicateur 123 est transmise au décompteur 124.
La période de scrutation ainsi définie par le décompte que réalise le décompteur 124 est donc supérieure au cycle de compression du moteur thermique.
Ainsi, tant que le moteur thermique n'a pas démarré, le décompteur 124 est réinitialisé avant la fin de ses périodes de scrutation par les impulsions successivement générées par les ondulations du signal d'entrée (figure 7d).
Le blocage du transistor 3 est alors inhibé par les moyens 112 (signal de la figure 7e à son niveau 1).
Lorsque le moteur thermique a démarré, le démarreur ne transmet plus de couple, de sorte que les ondulations et les impulsions disparaissent. L'absence d'impulsions durant une période de scrutation signifie donc que le moteur thermique a démarré.
Par conséquent, lorsque la valeur 0 est atteinte par le décompteur 124, les moyens 112 sont commandés de façon à ne plus inhiber le blocage du transistor de commande 3 (signal de la figure 7e à son niveau 0). Le contacteur 1 passe à l'état ouvert.
On notera que le fait de travailler avec des périodes de scrutation supérieures aux périodes du cycle de compression moteur évite un arrêt erroné et prématuré suite à des irrégularités de vitesse de rotation.
Pour le bon fonctionnement du système, le décompteur 124 est réinitialisé avant la remise à zéro du compteur 121. A cet effet, un circuit retardateur peut être prévu sur l'entrée RAZ du compteur 121. En variante, on peut également utiliser le front montant des impulsions pour réinitialiser le décompteur 124 et leur front descendant pour la remise à zéro du compteur 121.
Le démarrage du système nécessite soit une inhibition du circuit de blocage du transistor 3 pendant au moins une compression, soit un chargement initial d'une valeur dans le décompteur 124.
D'autres variantes de réalisation peuvent encore être envisagées.
Dans la deuxième variante décrite, le multiplicateur peut être supprimé si l'on fait le décomptage à une fréquence plus basse que celle du comptage. On peut à cet effet intercaler un circuit diviseur, par exemple à bascule bistable, entre l'horloge 122 et le décompteur 124.
De façon générale, au lieu du signal de tension disponible aux bornes du démarreur ou de la batterie, le signal traité par l'unité 4 peut être un signal correspondant à l'intensité du courant traversant le démarreur D.
Ce signal d'intensité peut être obtenu par mesure de la chute de tension sur des éléments conducteurs ayant une caractéristique essentiellement ohmique, qui sont en série avec le démarreur, tels que des contacts de puissance du contacteur 11, le câble de liaison entre le contacteur 11 et le démarreur D, le câble de retour de masse du démarreur D, le câble d'alimentation entre la batterie B+ et le démarreur D.
En variante, cette intensité de courant peut être obtenue par mesure des variations de tension induites dans une bobine de mesure traversée par un des éléments conducteurs précédemment cités.
En variante encore, les impulsions des signaux illustrés sur les figures 3d ou 7c peuvent être générées par un détecteur de passage à zéro de la composante alternative du signal filtré (au lieu du détecteur de niveau bas ou de niveau haut).
Egalement, l'entraínement du moteur par le démarreur peut être caractérisé par la dérivée de la tension ou du courant d'alimentation. Lors des passages de compression, quand le démarreur entraíne le moteur, la dérivée de la tension est négative et la dérivée du courant est positive. Un dispositif à bascule monostable permet de déclencher un signal au début ou à la fin de la période d'entraínement du démarreur.
Comme on l'aura compris, une temporisation à durée variable du type de celles qui viennent d'être décrites permet de s'adapter au régime moteur en coupant au plus tôt le démarreur, sans toutefois risquer un ordre d'arrêt intempestif.
En fin d'entraínement du démarreur, au moment où le moteur thermique commence à tourner de façon autonome, la vitesse est de l'ordre de 300 à 400 tours/minutes, soit une durée entre deux impulsions successives de 0,07 à 0,1 seconde.
Or en début de démarrage, et notamment en démarrage à froid, la vitesse peut être de 70 tours/minute seulement, soit une durée entre deux impulsions de 0,43 seconde.
Si on utilisait une temporisation fixe calée sur 0,1 seconde, l'ordre d'arrêt du démarreur serait donné avant le premier tour moteur car il n'apparaítrait pas de signal de remise à zéro avant le basculement du temporisateur.
Une temporisation fixe calée sur 0,43 seconde permettrait d'entraíner le moteur à froid, mais l'ordre d'arrêt du démarreur serait très tardif et pourrait même intervenir, notamment lorsque le moteur est chaud, avec des vitesses de moteur élevées de l'ordre de 1000 à 1500 tours/minute, soit une vitesse pignon pour le démarreur de 12000 à 20000 tours/minute.
A ces vitesses, le démarreur est particulièrement bruyant et subit une usure accélérée. En outre, la présence d'une roue libre est impérative.
On notera également qu'avec la temporisation proposée par l'invention, la coupure du démarreur est indépendante des caractéristiques du moteur thermique, notamment du nombre de cylindres, des caractéristiques d'injection et d'allumage, de l'état d'usure ou de réglage du moteur, des caractéristiques de la batterie...
Par ailleurs, la solution proposée présente l'avantage d'être entièrement autonome et de ne nécessiter aucun câblage supplémentaire lors de l'installation sur le véhicule.
L'ensemble constitué par un dispositif de commande du type proposé par l'invention et son alternateur est en effet interchangeable avec un démarreur classique.
On notera également que le courant au niveau du contacteur 6 de la clé est d'un niveau très bas : quelques milliampères au lieu des valeurs habituelles de 10 à 40 ampères. De ce fait, le démarreur proposé par l'invention peut être traité comme un organe de commande à faible courant, ce qui autorise à envisager de nombreuses évolutions de la commande de démarrage, par exemple : commande par entrée de codes, par la pédale d'accélération, etc.

Claims (9)

  1. Procédé pour la commande de la coupure d'un démarreur (D) de véhicule automobile selon lequel on détecte les ondulations d'un signal correspondant à la tension d'alimentation de ce démarreur (D) ou à l'intensité qui le traverse et on coupe le démarreur (D) lorsque ces ondulations disparaissent, caractérisé en ce que pour chaque nouvelle ondulation, on génère une période de scrutation (Tc) d'une durée qui décroít avec l'augmentation de la fréquence des ondulations et en ce qu'on coupe le démarreur (D) lorsqu'aucune nouvelle ondulation n'est détectée dans la dernière période de scrutation (Tc).
  2. Dispositif pour la commande de la coupure d'un démarreur (D) de véhicule automobile comportant des moyens pour la détection des ondulations d'un signal correspondant à la tension d'alimentation de ce démarreur (D) ou à l'intensité qui le traverse, ainsi que des moyens pour la commande de la coupure de ce démarreur (D) lorsque ces ondulations disparaissent, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour générer, pour chaque nouvelle ondulation, une période de scrutation (Tc) d'une durée qui décroít avec l'augmentation de la fréquence des ondulations et en ce que les moyens de coupure du démarreur (D) coupent celui-ci lorsqu'aucune nouvelle ondulation n'est détectée dans la dernière période de scrutation (Tc).
  3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de détection d'ondulations comportent des moyens pour générer à chaque nouvelle ondulation une impulsion de remise à zéro de la période de scrutation (Tc).
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de traitement (9) pour transformer les ondulations du signal en un signal rectangulaire d'amplitude constante et de même période que les ondulations et en ce que la période de scrutation (Tc) est fonction de la durée d'un créneau élémentaire de ce signal rectangulaire.
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un temporisateur (13) à durée commandée en tension, dont l'entrée de commande est commandée par la tension d'un condensateur (C) alimenté par le signal rectangulaire et en ce qu'il comporte des moyens pour décharger ce condensateur (C) à chaque impulsion de remise à zéro.
  6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un compteur (121) qui est réinitialisé à chaque nouvelle impulsion de remise à zéro, la durée de la période de scrutation (Tc) étant fonction de la valeur de ce compteur (121) à chaque nouvelle impulsion.
  7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un décompteur (124) réinitialisé à une valeur fonction de la valeur du compteur (121) à la réception de chaque nouvelle impulsion de remise à zéro.
  8. Dispositif selon les revendication 6 et 7, caractérisé en ce que le compteur (121) et le décompteur (124) sont commandés par un même signal d'horloge (122), la valeur de réinitialisation du décompteur (124) étant choisie supérieure à la valeur du compteur (121).
  9. Dispositif selon les revendication 6 et 7, caractérisé en ce qu'à chaque impulsion de remise à zéro, le décompteur (124) est réinitialisé avant le compteur (121).
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