FR2942555A1 - Calculateur de vehicule automobile comportant un dispositif elevateur de tension et procede de commande - Google Patents
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Abstract
Selon l'invention, un calculateur (3) électronique de véhicule automobile comporte un microcontrôleur (30) qui contrôle le fonctionnement d'un moteur du véhicule automobile, un régulateur (31) d'une tension délivrée au microcontrôleur (30) par une source d'alimentation (2) électrique, et un dispositif élévateur de tension (32) comportant des moyens de commande (321) adaptés pour activer au moins une charge inductive (320) couplée à la source d'alimentation (2), activation qui consiste en des accumulations et des décharges successives d'énergie par ladite au moins une charge inductive. L'au moins une charge inductive (320) est partagée avec l'au moins un second dispositif (4) interne ou externe au calculateur (3), second dispositif dont le fonctionnement est contrôlé par ledit calculateur. L'invention concerne également un procédé de commande d'au moins une charge inductive (320) couplée à une source d'alimentation (2) électrique d'un véhicule automobile.
Description
La présente invention appartient au domaine des calculateurs de véhicules automobiles. Plus particulièrement, la présente invention concerne un calculateur comportant un dispositif élévateur de tension. Les calculateurs électroniques de véhicules automobiles modernes sont munis de dispositifs élévateurs de tension utilisés pour surélever temporairement une tension délivrée par la batterie du véhicule lorsque celle-ci est faible, par exemple inférieure à 5 volts (V). Ceci se produit généralement lors du démarrage du moteur du véhicule (activation du démarreur), notamment lorsque la batterie est à température basse (hiver) ou en fin de vie. Une surélévation temporaire de tension s'avère alors nécessaire du fait qu'une tension inférieure à 5 V est généralement insuffisante pour permettre au microcontrôleur du calculateur de piloter le démarrage du moteur. Un calculateur électronique 1 selon l'état de l'art est représenté de manière schématique sur la figure 1. Le calculateur 1, couplé à une batterie 2 du véhicule automobile, comporte un microcontrôleur 10, un régulateur de tension 11 et un dispositif élévateur de tension 12. Le dispositif élévateur de tension 12 est une alimentation à découpage de type convertisseur boost , et comporte une charge inductive 120, couplée à la batterie 2, ainsi que des moyens de commande 121 de la charge inductive 120, une diode 122 et une charge capacitive 123.
Les moyens de commande 121 comportent généralement un transistor 1210 utilisé comme interrupteur, et un circuit de commande 1211 du transistor 1210 dont le fonctionnement est décrit ci-après. En principe, le circuit de commande 1211 maintient la charge inductive 120 désactivée, c'est-à-dire que l'interrupteur est maintenu ouvert.
Si au démarrage du moteur, la tension fournie par la batterie 2 est insuffisante, c'est-à-dire inférieure à une tension minimale de démarrage, le circuit de commande 1211 active la charge inductive 120, c'est-à-dire que l'interrupteur est alternativement fermé/ouvert. Lorsque l'interrupteur est fermé, la charge inductive 120 est raccordée à la 30 masse électrique et ladite charge inductive accumule de l'énergie. Lorsque l'interrupteur est ouvert, l'énergie accumulée dans la charge inductive 1 20 est déchargée vers la charge capacitive 123 au travers de la diode 122. La tension aux bornes de la charge inductive 120 s'additionne à celle fournie par la batterie 2 et la tension aux bornes de la charge capacitive 123 est temporairement supérieure à la 35 tension fournie par la batterie 2.
Au cours des intervalles d'accumulation, la diode 122 est bloquée et la charge capacitive 123 se décharge vers le régulateur de tension 11. Le circuit de commande 1211 forme pour l'activation de la charge inductive 120 un signal de type modulé en largeur d'impulsion, dont la fréquence est choisie en fonction de la valeur de l'inductance de la charge inductive 120 et est généralement voisine de 100 kHz pour une valeur d'inductance de 10 p H. L'efficacité des dispositifs élévateurs de tension est connue. Toutefois, l'ajout d'un tel dispositif dans un calculateur s'accompagne d'une augmentation du nombre de composants nécessaires, entraînant une augmentation des dimensions du circuit imprimé du calculateur et des interférences électromagnétiques. L'ajout d'un tel dispositif, par ailleurs très peu sollicité en pratique (uniquement au démarrage du moteur sous certaines conditions), a donc un impact important sur le coût final du calculateur. La présente invention se propose de résoudre les problèmes susmentionnés au moyen d'un calculateur muni d'un dispositif élévateur de tension comportant des moyens de commande d'au moins une charge inductive qui est partagée avec au moins un second dispositif interne ou externe au calculateur, second dispositif dont le fonctionnement est contrôlé par le calculateur. De préférence, les moyens de commande du dispositif élévateur de tension pilotent également l'au moins une charge inductive pour le fonctionnement de l'au moins 20 un second dispositif. De préférence, l'au moins un second dispositif nécessite une activation de l'au mcins une charge inductive uniquement au cours d'intervalles postérieurs au démarrage du moteur du véhicule automobile. De préférence, l'au moins un second dispositif est un actuateur de 25 turbocompresseur à géométrie variable ou un système de purge d'un réservoir d'essence du moteur du véhicule automobile. La présente invention concerne également un procédé de commande d'au moins une charge inductive comportant : a) une étape dans laquelle l'au moins une charge inductive est activée au 30 démarrage du moteur pour le fonctionnement du dispositif élévateur de tension, b) une étape dans laquelle l'au moins une charge inductive est activée pour le fonctionnement de l'au moins un second dispositif au cours d'intervalles postérieurs au démarrage du moteur. 35 La description suivante de modes de l'invention est faite en se référant aux figures qui représentent de manière non limitative : - Figure 1 : un schéma de principe d'un calculateur électronique avec un dispositif élévateur de tension selon l'état de l'art, Figure 2 : un schéma de principe d'un calculateur électronique comportant un dispositif élévateur de tension selon l'invention. La figure 2 représente de manière schématique un mode de réalisation préféré d'un calculateur électronique 3 selon l'invention, qui comporte un microcontrôleur 30 contrôlant le fonctionnement du moteur du véhicule, un régulateur de tension 31 et un dispositif élévateur de tension 32. Le microcontrôleur 30 est alimenté en tension par une source d'alimentation électrique, en l'espèce la batterie 2 du véhicule. La tension fournie par la batterie 2 varie dans le temps et est régulée par le régulateur de tension 31, qui a pour fonction de fournir une tension sensiblement constante au microcontrôleur 30, par exemple voisine de 5 V. Selon l'invention, le dispositif élévateur de tension 32 comporte des moyens de commande 321 d'une charge inductive 320 qui est partagée avec un second dispositif 4, ladite charge inductive et ledit second dispositif étant externes au calculateur 3 dans l'exemple non limitatif représenté sur la figure 2. Le second dispositif 4 correspond à un dispositif du moteur ou du véhicule automobile comportant des charges inductives pilotées par le calculateur électronique 3. C est le cas par exemple des actuateurs de turbocompresseurs à géométrie variable, du système de purge du réservoir d'essence, des injecteurs de carburant, etc.
De préférence, les moyens de commande 321 sont également partagés entre le dispositif élévateur de tension 32 et le second dispositif 4, et lesdits moyens de commande activent la charge inductive 320 soit pour le fonctionnement dudit dispositif élévateur de tension soit pour le fonctionnement dudit second dispositif. Les moyens de commande 321 comportent un transistor 3210 utilisé en 25 commutation et un circuit de commande 3211 du transistor 3210, qui pilotent l'activation de la charge inductive 320. Une activation de la charge inductive 320 associée au fonctionnement du dispositif élévateur de tension 32 consiste, tel que décrit précédemment, en des accumulations/décharges successives d'énergie par la charge inductive 320, les 30 décharges s'effectuant au travers d'une diode 322 et vers une charge capacitive 323, qui se décharge à son tour progressivement vers le régulateur de tension 31 lorsque la charge inductive 320 accumule de l'énergie. Une activation de la charge inductive 320 associée au fonctionnement du second dispositif 4 consiste, suivant le type de dispositif considéré, soit en des 35 accumulations/décharges successives d'énergie comme pour le dispositif élévateur de tension 32, soit en un simple passage du transistor 3210 d'un état bloqué (interrupteur ouvert) à un état passant (interrupteur fermé).
Pour ne pas perturber le démarrage du moteur, le second dispositif 4 est de préférence un dispositif connecté au calculateur 1 dont le pilotage de la charge inductive 320 n'est pas nécessaire pour le démarrage du moteur, par exemple un actuateur de turbocompresseur à géométrie variable, le système de purge du réservoir d'essence, une vanne tout ou rien, etc. Dans un autre mode préféré de réalisation, non représenté sur les figures, le second dispositif 4 et la charge inductive 320 sont internes au calculateur 3. Cela peut être par exemple une inductance de filtrage d'une fonction interne au calculateur 3 dont le pilotage n'est pas nécessaire pour le démarrage du moteur.
Par rapport au calculateur 1 selon l'état de l'art antérieur, représenté sur la figure 1, on constate que l'invention permet d'économiser principalement trois composants, étant donné que la charge inductive 320, le transistor 3210 et le circuit de commande 3211 sont partagés, tandis qu'auparavant ils étaient dupliqués pour le second dispositif 4 (40, 124 et 125) et le dispositif élévateur de tension 12 (120, 1210, 1211).
Dans le calculateur 3 selon l'invention, le nombre de diodes est inchangé puisque la diode 322, qui correspond par exemple à la diode 126 de la figure 1, relie la charge inductive 320 et la charge capacitive 323, et puisqu'une diode 324 est de préférence insérée entre la batterie 2 et la charge capacitive 323 pour assurer l'alimentation du microcontrôleur 30 lorsque la charge inductive 320 est activée pour le second dispositif 4. L'invention concerne également un procédé de commande de la charge inductive 320, partagée entre le dispositif élévateur de tension 32 et le second dispositif 4. Le procédé comporte principalement deux étapes : a) une étape de commande au démarrage du moteur du véhicule, b) une étape de commande postérieure au démarrage du moteur. Au cours de l'étape a), la charge inductive 320 est pilotée pour le fonctionnement du dispositif élévateur de tension 32. L'étape a) comporte de préférence les sous-étapes suivantes : - une sous-étape préalable au démarrage du moteur dans laquelle la tension 30 fournie par la batterie 2 est comparée avec la tension minimale de démarrage, - une sous-étape conditionnelle, exécutée si la tension fournie par la batterie 2 est inférieure à la tension minimale de démarrage, dans laquelle la charge inductive 320 est activée. 35 Au cours de l'étape b), la charge inductive 320 est activée pour le fonctionnement du second dispositif 4. De manière plus générale, l'invention n'est pas limitée à l'utilisation d'une seule charge inductive : plusieurs charges inductives sont, dans des variantes de réalisation non représentées, partagées entre le dispositif élévateur de tension 32 et une pluralité de seconds dispositifs, chaque second dispositif étant interne ou externe au calculateur électronique 3.
L'invention est particulièrement avantageuse du fait qu'elle permet d'économiser au moins trois composants électroniques par rapport à l'état de l'art, ce qui se traduit par une réduction du coût de fabrication du calculateur 3 et une réduction du nombre de défaillances par calculateur 3. Cette réduction du nombre de composants se traduit également par une réduction de la surface du circuit imprimé portant le calculateur 3, ce qui est avantageux en vue d'une miniaturisation dudit calculateur, et également par une réduction de la pollution électromagnétique générée par le calculateur 3.
Claims (1)
- REVENDICATIONS1 Calculateur (3) électronique de véhicule automobile comportant : - un microcontrôleur (30) qui contrôle le fonctionnement d'un moteur du véhicule automobile, un régulateur (31) d'une tension délivrée au microcontrôleur (30) par une source d'alimentation (2) électrique, - un dispositif élévateur de tension (32) comportant des moyens de commande (321) adaptés pour activer au moins une charge inductive (320) couplée à la source d'alimentation (2), activation qui consiste en des accumulations et des décharges successives d'énergie par ladite au moins une charge inductive, le calculateur (3) étant caractérisé en ce que l'au moins une charge inductive (320) est partagée avec l'au moins un second dispositif (4) interne ou externe au calculateur (3), second dispositif dont le fonctionnement est contrôlé par ledit calculateur. 2 Calculateur (3) selon la revendication 1, dans lequel les moyens de commande (321) du dispositif élévateur de tension (32) pilotent l'activation de l'au moins une charge inductive (320) pour le fonctionnement de l'au moins un second dispositif (4). 3 Calculateur (3) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'au moins un second dispositif (4) nécessite une activation de l'au moins une charge inductive (320) uniquement au cours d'intervalles postérieurs au démarrage du moteur du véhicule automobile. 4 Calculateur (3) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'au moins un second dispositif (4) est un actuateur de turbocompresseur à géométrie variable ou un système de purge d'un réservoir d'essence du moteur du véhicule automobile. 5 Procédé de commande d'au moins une charge inductive (320) couplée à une source d'alimentation (2) électrique d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte : a) une étape dans laquelle l'au moins une charge inductive (320) est commandée au démarrage d'un moteur du véhicule pour le fonctionnement d'un dispositif élévateur (32) d'une tension fournie à un microcontrôleur (30) d'un calculateur (3) du véhicule automobile, b) une étape dans laquelle l'au moins une charge inductive (320) est activée pour le fonctionnement d'au moins un second dispositif (4) interne au externe au calculateur (3), au cours d'intervalles postérieurs au démarrage du moteur du véhicule automobile.
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