EP1161629A1 - Procede pour l'entrainement d'un moteur thermique de vehicule, notamment automobile, et ensemble formant demarreur pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Procede pour l'entrainement d'un moteur thermique de vehicule, notamment automobile, et ensemble formant demarreur pour sa mise en oeuvre

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EP1161629A1
EP1161629A1 EP01903902A EP01903902A EP1161629A1 EP 1161629 A1 EP1161629 A1 EP 1161629A1 EP 01903902 A EP01903902 A EP 01903902A EP 01903902 A EP01903902 A EP 01903902A EP 1161629 A1 EP1161629 A1 EP 1161629A1
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EP
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starter
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drive
torque
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Gérard Vilou
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Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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    • F02N2300/104—Control of the starter motor torque

Definitions

  • the present invention relates to a method for driving a heat engine of a vehicle, in particular an automobile, as well as to a starter assembly making it possible to implement such a method.
  • Starting a combustion engine comprises several phases of starter operation which are:
  • the resistive torque of the engine is high.
  • the starter drive torque is a direct function of this resisting torque.
  • Ce Cr / k, where Ce is the starter drive torque, Cr the resistive torque of the heat engine and where k is the ratio between the number of teeth of the crown and the number of teeth of the pinion of the starter.
  • Cb the locking torque
  • the starter it would be necessary for the starter to be able to accompany the engine at a sufficiently high speed, for example 500 rpm or more, instead of 200 to 350 rpm generally provided by conventional starters.
  • the object of the present invention is to further optimize this arrangement.
  • a method of the above-mentioned type is characterized in that a characteristic curve is chosen for the first mode which gives a higher torque at high torque than if the characteristic curve of the second was used mode and in that one chooses as characteristic curve for the second mode a curve giving at low torque a higher drive speed than if one used the characteristic curve of the first mode.
  • a parameter linked to the speed of the heat engine or of the electric motor of the starter assembly is compared with a threshold value and a change is made from one operating mode to another when this threshold value is crossed;
  • a parameter linked to the charge level of the starter assembly is compared with a threshold value and one passes from one operating mode to another when this threshold value is crossed;
  • the voltage of the vehicle battery and / or the temperature of the starter assembly or a temperature in the vicinity thereof is measured before the heat engine is driven by said assembly and the threshold value is determined as a function of the battery voltage and / or temperature thus measured; above a given threshold temperature, the electric starter motor is controlled directly according to the second operating mode.
  • a vehicle starter in particular an automobile, comprising an electric starter motor, means for controlling the supply of the inductor winding (s) of this electric motor, drive means for driving said heat engine successively.
  • at least two modes corresponding to curves of different speed / torque characteristics a first mode allowing high torques for low speeds, while a second mode allows higher speeds than the first mode for low torques, characterized in that the first mode has a higher drive speed than if the characteristic curve of the second mode were used.
  • said means comprise means for controlling the supply of the inductor winding (s) of the electric motor according to two supply modes, one which corresponds to the first drive mode and which makes it possible to provide a high inductive field, the other which corresponds to the second training mode and which makes it possible to provide a lower inducing field;
  • said control means comprise switch means capable of short-circuiting part of the inductor winding (s) of the electric motor;
  • the circuit which controls said switch means is wholly or partly disposed in a housing which is not carried by the electric starter motor and which is connected to means carried by said electric motor by means forming cable.
  • FIG. 2 is a similar graph illustrating the principle of training according to a possible embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating different stages of training in accordance with an embodiment of the invention
  • Figure 4 is a schematic representation of a starter assembly according to a possible embodiment for the invention.
  • FIG. 2 shows two characteristic speed / torque curves corresponding to two distinct drive modes (1), (2) obtained with the same starter assembly.
  • Mode (1) corresponds to a higher blocking torque than mode (2) and has, according to one characteristic, a slope of decrease in speed as a function of the torque less than the latter.
  • the drive mode (1) allows, according to the invention at high torque, a higher drive speed than with the drive mode (2).
  • the driving speed Nel obtained with mode (1) for a torque Ce is greater than the speed Ne2 obtained with mode (2) for the same couple).
  • the drive mode (2) which allows a higher drive speed than with the drive mode (1).
  • the driving speed Ne '2 obtained with mode (2) for a torque Ce 1 is greater than the speed Ne' 1 obtained with mode (1) for the same couple).
  • the electric starter motor Upon detection of the closing of the vehicle contact switch (step 1 in FIG. 3), the electric starter motor is supplied with power to operate in mode (1) (step 2).
  • the speed (average or instantaneous) of the starter or of the heat engine - designated by N in the remainder of the text - is then permanently compared with a reference speed Nref which corresponds, for example to the speed for which the characteristic curves of the mode ( 1) and mode (2) intersect (step 3).
  • a reference speed Nref which corresponds, for example to the speed for which the characteristic curves of the mode ( 1) and mode (2) intersect (step 3).
  • a test is then continuously implemented making it possible to detect the start of the engine of the motor vehicle (step 6).
  • step 7 When it is detected (during step 4 or step 6) that the engine has started, the electric motor of the starter is stopped (step 7).
  • the starter starts to work in mode (1) so as to ensure the setting in motion of the thermal engine and to produce a high speed under high torque during the phase of training.
  • This assembly includes an electric starter motor Me which includes an armature, as well as field coils, referenced from Bl to B4 in FIG. 4, connected in series between earth and a supply terminal B + at the positive supply voltage. of the vehicle battery.
  • Me which includes an armature, as well as field coils, referenced from Bl to B4 in FIG. 4, connected in series between earth and a supply terminal B + at the positive supply voltage. of the vehicle battery.
  • Winding M is a holding winding which, at its end opposite to winding A, is connected to ground, while winding A is a calling winding which at its end opposite to winding M is connected on the one hand to a point between the inductor windings Bl to B4 and the terminal B + and on the other hand, via the contact of a relay R, at a point between the windings Bl and B2 and the windings B3 and B4.
  • This relay R makes it possible to have two drive modes: - in the open state, the four windings Bl to B4 are supplied and thus provide a high torque corresponding to mode (1); in the closed state, two of the inductor coils (in this case Bl and B2) are short-circuited, so that the inductor field is reduced, which allows a higher speed at low torque and corresponds to the drive mode (2).
  • the speed measurement is done, in this example, at the level of a microcontroller MC, from the analysis of the duration of the voltage ripples of the vehicle network.
  • the network voltage is taken from the cable coming from the contact switch (referenced by I) of the vehicle to be injected onto an input A1 of said microcontroller MC. More precisely, said input A1 is an input of the analog / digital converter of the microcontroller MC.
  • a stage which includes a resistor RI and a Zener diode DZl and which makes it possible to subtract from the network voltage part of its DC component, so that the maximum voltage received on the input Al is less than the maximum acceptable voltage on said input, while the minimum voltage received on this input remains positive.
  • the resistance RI of this stage is mounted between said input Al and the ground, while its diode DZl is mounted between said input Al and the contact switch I, this diode DZl being passed from input Al towards the switch
  • a Zener diode DZ2 is furthermore mounted between the ground and the input Al, passing from the ground to said input Al. This diode DZ2 protects said input against possible overvoltages.
  • An output of the microcontroller MC, referenced by NI, controls the gate of a MOSFET transistor T which controls the supply of the winding of the relay R.
  • the microcontroller MC monitors the voltage of the vehicle network via its input A1 and calculates the derivative of the voltage it measures. Initially, the output NI remains in the low state, thus blocking the transistor T, and leaving the relay R at rest. The electric motor Me then operates in mode (1), providing a high torque for low speeds.
  • the MC microcontroller sets the NI output to the high state.
  • the transistor T turns on and closes the relay R, so that the starter operates in mode (2).
  • the output Ni immediately returns to the low state so as to brake the armature (increase in the magnetic flux of the inductor in mode 2).
  • the detection of the combustion engine start is carried out in a manner known per se: exceeding of an engine speed threshold measured from the engine computer or a specific sensor (inductive sensor on flywheel, vibration sensor, etc. ); exceeding a starter speed threshold measured by a sensor installed on the starter; detection of the disappearance of mains voltage ripples; detection of the disappearance of the intensity ripples absorbed by the starter.
  • the drive which has just been described has the advantage of adapting the torque / speed characteristic so as to accompany the thermal engine in its rise in speed, in the phase of end of starting.
  • the combustion engine drive is optimally performed with the highest speed of rotation for a given torque.
  • the first mode has a higher drive speed than if the characteristic curve of the second mode were used.
  • the transition from one drive mode to another is done by playing on the supply of the inductor winding (s).
  • Other electrical solutions could be envisaged: coupling of windings of the inductor in parallel, current bypass in the armature or inductor, additional coils, etc.
  • Mechanical solutions could also be envisaged: reducer with several ratios activated by an electric actuator, for example.
  • the mode change reference threshold (speed Nref in the embodiments and embodiments which have just been described) is advantageously indexed at the starting temperature measured on the starter assembly or in the vicinity of this one, before a drive of the thermal engine.
  • the reference threshold for changing the operating mode can be linked to the load level of the starter, the switching from one drive mode to another being for example a function of the intensity of the supply current of its inductor windings.
  • the control circuit of the relay R which in particular constitute the microcontroller MC and the transistor T, is integrated on the carcass of the electric motor Me.
  • the control unit could be housed in a housing separate from the rest of the starter and connected to it by cables.
  • relay R can be replaced by other types of power switches, for example by a power transistor.
  • the coils M and A can be replaced by a single coil controlled by a modulated width signal (PWM) according to known methods, in particular as described in patent applications FR-A-2 679 717, FR-A- 2,771,780 and FR-A-2,795,884.
  • PWM modulated width signal
  • the microcontroller MC in addition to the role of adapting the drive mode by the starter assembly, can integrate other known functions, such as driving the coil or coils of the relay R 0 , the realization of protections (overload protection, thermal protections, ...), etc.

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Abstract

Procédé pour l'entraînement d'un moteur thermique de véhicule, notamment automobile, au moyen d'un ensemble formant démarreur, ledit ensemble formant démarreur entraîne ledit moteur thermique selon successivement au moins deux modes correspondant à des courbes de caractéristiques vitesse/couple différentes, un premier mode permettant des couples élevés pour des vitesses basses, tandis qu'un second mode permet des vitesses puis élevées que le premier mode pour des couples faibles, le premier mode présentant une courbe caractéristique avec une vitesse d'entraînement plus importante que si l'on utilisait la courbe caractéristique du second mode.

Description

PROCEDE POUR L'ENTRAINEMENT D'UN MOTEUR THERMIQUE DE VEHICULE, NOTAMMENT AUTOMOBILE, ET ENSEMBLE FORMANT DEMARREUR
POUR SA MISE EN ŒUVRE
La présente invention est relative à un procédé pour l'entraînement d'un moteur thermique de véhicule, notamment automobile, ainsi qu'à un ensemble formant démarreur permettant de mettre en œuvre un tel procédé.
Le démarrage d'un moteur thermique comporte plusieurs phases de fonctionnement du démarreur qui sont :
- l'engagement du pignon dans la couronne de démarrage,
- l'entraînement du moteur thermique,
- l'accompagnement du moteur au début de sa montée en régime après les premières explosions, - le fonctionnement en roue libre, le moteur thermique ayant une vitesse plus importante que celle fournie par le démarreur,
- le retour en position repos.
Au début de l'entraînement par le démarreur (entraînement à froid) , le couple résistant du moteur thermique est élevé. Le couple d'entraînement du démarreur est quant à lui directement fonction de ce couple résistant. On a en effet Ce=Cr/k, où Ce est le couple d'entraînement du démarreur, Cr le couple résistant du moteur thermique et où k est le rapport entre le nombre de dents de la couronne et le nombre de dents du pignon du démarreur. Ainsi que l'illustre le graphe de la figure 1, pour une vitesse d'arbre de moteur thermique de l'ordre de 80 à 150 tours/minute, l'optimisation de l'entraînement à froid amène à positionner le couple de fonctionnement Ce entre 0,3 et 0,7 fois le couple de blocage, désigné par Cb, exercé par le démarreur lorsque l'arbre du moteur thermique est bloqué.
Après cette phase d'entraînement à froid, au début des premières explosions du moteur thermique, le couple d'entraînement chute de façon importante, alors que le moteur thermique commence à monter progressivement en régime vers sa vitesse de ralenti. Une partie de l'énergie de démarrage est alors fournie par les explosions, de sorte que le moteur monte en régime de lui-même et que le couple que doit fournir le démarreur est alors faible (couple Ce' par exemple sur la figure 2, où Ce' est très inférieur à Ce) . Le régime de ralenti est souvent atteint entre la quatrième et la dixième explosions suivant les conditions de démarrage. Toutefois, certains moteurs thermiques, suivant leur technologie d'injection ou d'allumage, suivant qu'ils comportent ou non un double volant d'embrayage, peuvent avoir un fonctionnement instable à partir des premières explosions, et ont ainsi des difficultés à atteindre le régime de ralenti à froid ou à chaud. Ceci se traduit soit par une durée de démarrage qui peut être ressentie comme trop longue par le conducteur, soit par un échec de démarrage obligeant le conducteur à réactiver son démarreur.
Pour éviter ce phénomène, il faudrait que le démarreur puisse accompagner le moteur à un régime suffisamment élevé, par exemple 500 tours/minute ou plus, au lieu de 200 à 350 tours minutes généralement fournis par les démarreurs conventionnels .
Or, à ce jour, la commande du moteur électrique d'un démarreur se fait selon une caractéristique de vitesse en fonction du couple fourni qui est choisie et optimisée en fonction du besoin de la vitesse d'entraînement à froid du moteur thermique considéré. Les seules variations que cette caractéristique vitesse/couple peut subir sont des variations dues aux fluctuations de la tension de la batterie du véhicule ou encore aux fluctuations de température ambiante.
De ce fait, à moins de surdimensionner considérablement le démarreur, la qualité du démarrage n'est pas toujours satisfaisante avec un démarreur conventionnel. Dans le document JP-A-02 204676 on a proposé un procédé pour l'entraînement d'un moteur thermique de véhicule, notamment automobile, au moyen d'un ensemble formant démarreur, dans lequel ledit ensemble formant démarreur entraîne ledit moteur thermique selon successivement au moins deux modes correspondants à des courbes de caractéristiques vitesse/couple différentes, un premier mode permettant des couples élevés pour des vitesses basses, tandis qu'un second mode permet des vitesses plus élevées que le premier mode pour des couples faibles.
Dans ce document on tient compte de la température de l'unité de contrôle en sorte que tout est réalisé de manière grossière .
La présente invention a pour objet d'optimiser encore cette disposition.
Suivant l'invention un procédé du type sus-indiqué est caractérisé en ce qu'on choisit comme courbe caractéristique pour le premier mode une courbe donnant à couple élevé une vitesse d'entraînement plus importante que si l'on utilisait la courbe caractéristique du second mode et en ce qu'on choisit comme courbe caractéristique pour le second mode une courbe donnant à faible couple une vitesse d'entraînement plus importante que si l'on utilisait la courbe caractéristique du premier mode. Grâce à l'invention on s'adapte aux besoins réels, la vitesse d'entraînement du moteur thermique du véhicule étant toujours la plus grande possible, en sorte que l'ensemble formant démarreur peut accompagner le moteur thermique du véhicule de manière optimale. L'ensemble formant démarreur n'a pas besoin d'être surdimensionné .
Ce procédé est avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon toute leurs combinaisons techniquement possibles : on compare un paramètre lié à la vitesse du moteur thermique ou du moteur électrique de l'ensemble formant démarreur à une valeur seuil et on passe d'un mode de fonctionnement à un autre lorsque cette valeur seuil est franchie ; on compare un paramètre lié au niveau de charge de l'ensemble formant démarreur à une valeur seuil et on passe d'un mode de fonctionnement à un autre lorsque cette valeur seuil est franchie ; - on mesure la tension de la batterie du véhicule et/ou la température de l'ensemble formant démarreur ou une température au voisinage de celui-ci, avant un entraînement du moteur thermique par ledit ensemble et on détermine la valeur seuil en fonction de la tension de la batterie et/ou la température ainsi mesurée (s) ; au dessus d'une température seuil donnée, le moteur électrique du démarreur est commandé directement selon le deuxième mode de fonctionnement.
Elle propose en outre un ensemble formant démarreur de véhicule, notamment automobile, comportant un moteur électrique de démarreur, des moyens pour commander l'alimentation du ou des bobinages inducteurs de ce moteur électrique, des moyens d'entraînement pour entraîner ledit moteur thermique selon successivement au moins deux modes correspondants à des courbes de caractéristiques vitesse/couple différentes, un premier mode permettant des couples élevés pour des vitesses basses, tandis qu'un second mode permet des vitesses plus élevées que le premier mode pour des couples faibles, caractérisé en ce que le premier mode présente une vitesse d'entraînement plus importante que si l'on utilisait la courbe caractéristique du second mode.
Cet ensemble est avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles. lesdits moyens comportent des moyens pour commander l'alimentation du ou des bobinages inducteurs du moteur électrique selon deux modes d'alimentation, l'un qui correspond au premier mode d'entraînement et qui permet de fournir un champ inducteur élevé, l'autre qui correspond au deuxième mode d'entraînement et qui permet de fournir un champ inducteur inférieur ; lesdits moyens de commande comportent des moyens interrupteurs aptes à court-circuiter une partie du ou des bobinages inducteurs du moteur électrique ;
- le circuit qui commande lesdits moyens interrupteurs est porté par le moteur électrique de démarreur ;
- le circuit qui commande lesdits moyens interrupteurs est en tout ou partie disposé dans un boîtier qui n'est pas porté par le moteur électrique de démarreur et qui est relié à des moyens portés par ledit moteur électrique par des moyens formant câble.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des figures annexées sur lesquelles :
- la figure 1, déjà discutée, est un graphe sur lequel on a porté la vitesse de l'arbre du moteur thermique en fonction du couple exercé sur celui-ci par un ensemble formant démarreur conforme à un état de la technique connu ;
- la figure 2 est un graphe similaire illustrant le principe d'un entraînement conforme à un mode de mise en œuvre possible de l'invention ; la figure 3 est un organigramme illustrant différentes étapes d'un entraînement conforme à un mode de mise en œuvre de l'invention ; la figure 4 est une représentation schématique d'un ensemble formant démarreur conforme à un mode de réalisation possible pour l'invention. Un exemple de mise en œuvre possible pour le procédé proposé par l'invention va maintenant être décrit en référence aux figures 2 et 3.
On a porté sur la figure 2 deux courbes caractéristiques vitesse/couple correspondant à deux modes d'entraînement distincts (1), (2) obtenus avec un même ensemble formant démarreur. Le mode (1) correspond à un couple de blocage plus élevé que le mode (2) et présente suivant une caractéristique une pente de décroissance de la vitesse en fonction du couple moins importante que ce dernier.
Par conséquent, le mode d'entraînement (1) permet suivant l'invention à couple élevé une vitesse d'entraînement plus importante qu'avec le mode d'entraînement (2). (Sur la figure 2, la vitesse d'entraînement Nel obtenue avec le mode (1) pour un couple Ce est supérieure à la vitesse Ne2 obtenue avec le mode (2) pour le même couple) .
A faible couple, suivant l'invention c'est le mode d'entraînement (2) qui permet une vitesse d'entraînement plus importante qu'avec le mode d'entraînement (1) . (Sur la figure 2, la vitesse d'entraînement Ne ' 2 obtenue avec le mode (2) pour un couple Ce1 est supérieure à la vitesse Ne ' 1 obtenue avec le mode (1) pour le même couple) .
Grâce à l'invention on optimise ainsi la vitesse d'entraînement.
A la détection de la fermeture de l'interrupteur de contact du véhicule (étape 1 sur la figure 3) , le moteur électrique du démarreur est alimenté pour fonctionner en mode (1) (étape 2) . La vitesse (moyenne ou instantanée) du démarreur ou du moteur thermique - désignée par N dans la suite du texte - est alors comparée en permanence à une vitesse de référence Nref qui correspond, par exemple à la vitesse pour laquelle les courbes caractéristiques du mode (1) et du mode (2) s' intersectent (étape 3). Lorsque l'on détecte que cette vitesse N devient supérieure à cette vitesse de référence Nref, on vérifie si le moteur a ou non démarré (étape 4) .
Si ce n'est pas le cas, le démarreur est alimenté en mode (2) (étape 5) .
On met alors en œuvre en permanence un test permettant de détecter le démarrage du moteur thermique du véhicule automobile (étape 6) .
Lorsque l'on détecte (lors de l'étape 4 ou de l'étape 6) que le moteur a démarré, le moteur électrique du démarreur est arrêté (étape 7) .
Par conséquent, avec la logique de fonctionnement qui vient d'être décrite, le démarreur commence à travailler en mode (1) de façon à assurer la mise en mouvement du moteur thermique et à produire une vitesse importante sous fort couple pendant la phase d'entraînement.
Puis, lorsque la vitesse N dépasse la valeur seuil Nref, le démarreur passe en mode (2) de façon à assurer une vitesse élevée sous faible couple. Un ensemble démarreur permettant la mise en œuvre d'un tel procédé d'entraînement va maintenant être décrit en référence à la figure 4.
Cet ensemble comporte un moteur électrique Me de démarreur qui comprend un induit, ainsi que des bobines inductrices, référencées de Bl à B4 sur la figure 4, montées en série entre la masse et une borne d'alimentation B+ à la tension d'alimentation positive de la batterie du véhicule.
Il comporte en outre un relais R0 qui est commandé par deux bobinages, référencés par M et A reliés par une extrémité commune à la borne B+ précitée, et dont le contact commande l'alimentation des bobinages Bl à B4.
Le bobinage M est un bobinage de maintien qui, à son extrémité opposée au bobinage A, est relié à la masse, tandis que le bobinage A est un bobinage d'appel qui à son extrémité opposée au bobinage M est relié d'une part à un point entre les bobinages inducteurs Bl à B4 et la borne B+ et d'autre part, par l'intermédiaire du contact d'un relais R, à un point entre les bobinages Bl et B2 et les bobinages B3 et B4. Ce relais R permet d'avoir deux modes d'entraînement : - à l'état ouvert, les quatre bobinages Bl à B4 sont alimentés et fournissent ainsi un couple élevé correspondant au mode ( 1 ) ; à l'état fermé, deux des bobinages inducteurs (en l'occurrence Bl et B2) sont court-circuités, de sorte que le champ inducteur est réduit, ce qui permet une vitesse plus importante à faible couple et correspond au mode d'entraînement (2).
La mesure de vitesse se fait, dans cet exemple, au niveau d'un microcontrôleur MC, à partir de l'analyse de la durée des ondulations de tension du réseau véhicule.
A cet effet, la tension du réseau est prélevée sur le câble venant de l'interrupteur de contact (référencé par I) du véhicule pour être injectée sur une entrée Al dudit microcontrôleur MC . Plus précisément, ladite entrée Al est une entrée du convertisseur analogique/numérique du micro- contrôleur MC .
Elle est reliée à un étage qui comprend une résistance RI et une diode Zener DZl et qui permet de soustraire à la tension du réseau une partie de sa composante continue, de façon à ce que la tension maximale reçue sur l'entrée Al soit inférieure à la tension maximale acceptable sur ladite entrée, tandis que la tension minimum reçue sur cette entrée reste positive.
La résistance RI de cet étage est montée entre ladite entrée Al et la masse, tandis que sa diode DZl est montée entre ladite entrée Al et l'interrupteur de contact I, cette diode DZl étant passante de l'entrée Al vers l'interrupteur
I.
Une diode Zéner DZ2 est en outre montée entre la masse et l'entrée Al, en étant passante de la masse vers ladite entrée Al. Cette diode DZ2 protège ladite entrée contre d'éventuelles surtensions.
Une sortie du micro- contrôleur MC, référencée par NI, commande la grille d'un transistor MOSFET T qui commande l'alimentation du bobinage du relais R.
A la fermeture de l'interrupteur de contact I, le micro-contrôleur MC surveille la tension du réseau véhicule par l'intermédiaire de son entrée Al et calcule la dérivée de la tension qu'il mesure. Dans un premier temps, la sortie NI reste à l'état bas, bloquant ainsi le transistor T, et laissant au repos le relais R. Le moteur électrique Me fonctionne alors en mode (1), procurant un couple élevé pour de faibles vitesses.
Pour détecter que la vitesse N devient supérieure à la vitesse Nref, le micro-contrôleur MC détermine en permanence pendant le fonctionnement en mode (1) la durée entre les instants successifs où la dérivée du signal de tension change de signe et la compare à une valeur seuil Tref, qui correspond à la demi durée entre deux impulsions sur la tension du réseau lorsque N=Nref.
Cette détermination se poursuit tant que cette durée est supérieure à la valeur seuil Tref.
Dès que la durée entre deux instants successifs où la dérivée du signal de tension change de signe devient inférieure à Tref, c'est à dire dès que le seuil de vitesse
Ntref est dépassé, le micro-contrôleur MC met la sortie NI à l'état haut.
Le transistor T devient passant et ferme le relais R, de sorte que le démarreur fonctionne en mode (2) . A l'ouverture de l'interrupteur de contact I, ou suite à la détection du démarrage du moteur thermique par un moyen quelconque, la sortie Ni repasse immédiatement à l'état bas de façon à freiner l'induit (augmentation du flux magnétique de l'inducteur en mode 2) . La détection du démarrage du moteur thermique s'effectue de façon connue en soi : dépassement d'un seuil de vitesse moteur mesurée à partir du calculateur moteur ou d'un capteur spécifique (capteur inductif sur volant moteur, capteur de vibrations, ...) ; dépassement d'un seuil de vitesse du démarreur mesuré par un capteur installé sur le démarreur ; détection de la disparition des ondulations de tension réseau ; détection de la disparition des ondulations d'intensité absorbées par le démarreur. Comme on l'aura compris, l'entraînement qui vient d'être décrit présente l'avantage d'adapter la caractéristique de couple/vitesse de façon à accompagner le moteur thermique dans sa montée en régime, dans la phase de fin de démarrage. L'entraînement du moteur thermique est réalisé de manière optimale avec la plus grande vitesse de rotation pour un couple donné.
En outre, il évite de surdimensionner le démarreur pour avoir une vitesse importante tant en début qu'en fin de démarrage.
Dans tous les cas le premier mode présente une vitesse d'entraînement plus importante que si l'on utilisait la courbe caractéristique du second mode.
Bien entendu, d'autres variantes de mises en œuvre ou de réalisations sont envisageables.
Notamment, dans les modes de mise en œuvre et de réalisation décrits, le passage d'un mode d'entraînement à un autre se fait en jouant sur l'alimentation du ou des bobinages d'inducteur. D'autres solutions électriques seraient envisageables : couplage de bobinages de l'inducteur en parallèle, dérivation de courant dans l'induit ou l'inducteur, bobines additionnelles, etc.... Des solutions mécaniques pourraient également être envisagées : réducteur à plusieurs rapports activé par un actionneur électrique, par exemple . Par ailleurs, le seuil de référence de changement de mode (vitesse Nref dans les modes de mise en œuvre et de réalisation qui viennent d'être décrits) est avantageusement indexé à la température de démarrage mesurée sur l'ensemble formant démarreur ou au voisinage de celui-ci, avant un entraînement du moteur thermique.
Il peut également être fonction de la tension disponible sur la batterie avant démarrage.
Egalement, au lieu d'être lié à la vitesse, le seuil de référence de changement de mode de fonctionnement peut être lié au niveau de charge du démarreur, le basculement d'un mode d'entraînement à un autre étant par exemple fonction de l'intensité du courant d'alimentation de ses bobinages inducteurs. Par ailleurs, dans l'exemple qui vient d'être décrit en référence à la figure 4, le circuit de commande du relais R que constituent notamment le microcontrôleur MC et le transistor T, est intégré sur la carcasse du moteur électrique Me. Ce circuit de commande pourrait toutefois se loger dans un boîtier dissocié du reste du démarreur et relié à celui-ci par des câbles.
Par ailleurs, le relais R peut être remplacé par d'autres types d'interrupteurs de puissance, par exemple par un transistor de puissance.
Egalement, les bobines M et A peuvent être remplacées par une bobine unique commandée par un signal à largeur modulée (PWM) suivant des procédés connus, notamment tels que décrits dans les demandes de brevets FR-A-2 679 717, FR-A-2 771 780 et FR-A-2 795 884.
Bien entendu, le micro-contrôleur MC, en plus du rôle d'adaptation du mode d'entraînement par l'ensemble formant démarreur, peut intégrer d'autres fonctions connues, telle que le pilotage de la ou des bobines du relais R0, la réalisation de protections (protection contre les surcharges, protections thermiques, ...) , etc.
Egalement, pour mesurer la vitesse d'entraînement du démarreur, d'autres possibilités que celle décrite peuvent être utilisées : mesure à partir du calculateur moteur ou d'un capteur spécifique (capteur inductif sur volant moteur, capteur de vibrations, ...) ; mesure de la fréquence des pulsations de tension réseau ; mesure de la fréquence des pulsations d'intensité absorbées par le démarreur, etc.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour l'entraînement d'un moteur thermique de véhicule, notamment automobile, au moyen d'un ensemble formant démarreur, entraînant ledit moteur thermique selon successivement au moins deux modes correspondants à des courbes de caractéristiques vitesse/couple différentes, un premier mode permettant des couples élevés pour des vitesses basses, tandis qu'un second mode permet des vitesses plus élevées que le premier mode pour des couples faibles, caractérisé en ce que l'on choisit comme courbe caractéristique pour le premier mode une courbe donnant à couple élevé une vitesse d'entraînement plus importante que si l'on utilisait la courbe caractéristique du second mode et que l'on choisit comme courbe caractéristique pour le second mode une courbe donnant à faible couple une vitesse d'entraînement plus importante que si l'on utilisait la courbe caractéristique du premier mode.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on compare un paramètre lié à la vitesse du moteur thermique ou du moteur électrique de l'ensemble formant démarreur à une valeur seuil et en ce qu'on passe d'un mode de fonctionnement à un autre lorsque cette valeur seuil est franchie .
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on compare un paramètre lié au niveau de charge de l'ensemble formant démarreur à une valeur seuil et en ce qu'on passe d'un mode de fonctionnement à un autre lorsque cette valeur seuil est franchie.
4. Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'on mesure la tension de la batterie du véhicule et/ou la température de l'ensemble formant démarreur ou une température au voisinage de celui-ci, avant un entraînement du moteur thermique par ledit ensemble et en ce qu'on détermine la valeur seuil en fonction de la tension de la batterie et/ou la température ainsi mesurée (s) .
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, au dessus d'une température seuil donnée, le moteur électrique du démarreur est commandé directement selon le deuxième mode de fonctionnement.
6. Ensemble formant démarreur de véhicule, notamment automobile, comportant un moteur électrique de démarreur, des moyens pour commander l'alimentation du ou des bobinages inducteurs de ce moteur électrique, des moyens d'entraînement pour entraîner ledit moteur thermique selon successivement au moins deux modes correspondants à des courbes de caractéristiques vitesse/couple différentes, un premier mode permettant des couples élevés pour des vitesses basses, tandis qu'un second mode permet des vitesses plus élevées que le premier mode pour des couples faibles, caractérisé en ce que le premier mode présente une vitesse d'entraînement plus importante que si l'on utilisait la courbe caractéristique du second mode.
7. Ensemble formant démarreur selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens comportent des moyens pour commander l'alimentation du ou des bobinages inducteurs du moteur électrique selon deux modes d'alimentation, l'un qui correspond au premier mode d'entraînement et qui permet de fournir un champ inducteur élevé, l'autre qui correspond au deuxième mode d'entraînement et qui permet de fournir un champ inducteur inférieur.
8. Ensemble formant démarreur selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande comportent des moyens interrupteurs aptes à court-circuiter une partie du ou des bobinages inducteurs du moteur électrique.
9. Ensemble formant démarreur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit qui commande lesdits moyens interrupteurs est porté par le moteur électrique de démarreur.
10. Ensemble formant démarreur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit qui commande lesdits moyens interrupteurs est en tout ou partie disposé dans un boîtier qui n'est pas porté par le moteur électrique de démarreur et qui est relié à des moyens portés par ledit moteur électrique par des moyens formant câble.
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