FR3038347A1 - Dispositif de commande d'un demarreur de vehicule automobile - Google Patents

Dispositif de commande d'un demarreur de vehicule automobile Download PDF

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Abstract

L'invention porte principalement sur un dispositif de commande (42) d'un démarreur (10) de véhicule automobile, comprenant: un premier et un deuxième relais de puissance (R1, R2) pour respectivement alimenter électriquement au moins une bobine de contacteur (12) et commander un organe de commande (34), caractérisé en ce qu'il comprend en outre un troisième relais (R3), dit relais inverseur, adapté à alimenter un organe de commande (34) dudit moteur électrique (30), ledit relais inverseur (R3) étant apte à alimenter ledit organe de commande (34) lorsque ledit deuxième relais de puissance (R2) n'est pas alimenté et que ledit premier relais de puissance (R1) est alimenté.

Description

DISPOSITIF DE COMMANDE D'UN DEMARREUR DE VEHICULE AUTOMOBILE
La présente invention porte sur un dispositif de commande d'un démarreur de véhicule automobile, ainsi que sur le démarreur correspondant. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine des contacteurs électromagnétiques pour circuit de puissance, notamment pour un moteur électrique d’un démarreur de moteur thermique, en particulier de véhicule automobile. L’invention est en particulier utilisée avec les démarreurs de systèmes dits "stop and start" permettant l'arrêt et le redémarrage automatique du moteur thermique du véhicule.
De façon connue en soi, une configuration dite à "double contacteurs" met en oeuvre une première bobine apte à commander un déplacement d'une plaque de contact en direction de bornes de puissance. Cela vise à établir une alimentation d'un moteur électrique destiné à entraîner en rotation un pignon d'entraînement du démarreur. Une telle configuration met également en oeuvre une deuxième bobine apte à commander un déplacement du levier de commande en direction de la couronne de démarrage du moteur thermique afin de faire engrener le pignon d'entraînement avec la couronne de démarrage. Les deux bobines peuvent être commandées indépendamment par le calculateur moteur.
Suivant une première stratégie de commande visant à assurer un démarrage du moteur thermique alors que ce dernier est à l'arrêt, le calculateur commande une alimentation quasi-simultanée des deux bobines pour commander le déplacement du pignon d'entraînement ainsi que le démarrage du moteur électrique.
Suivant une deuxième stratégie de commande visant à assurer un démarrage du moteur thermique alors que ce dernier est encore en rotation, le calculateur active dans un premier temps la bobine commandant le déplacement du levier de manière à s'assurer que le pignon engrène avec la couronne de démarrage. Et une fois que le pignon engrène avec la couronne de démarrage, le calculateur commande l'alimentation de la deuxième bobine afin d'activer le moteur électrique qui entraîne alors la couronne de démarrage par l'intermédiaire du pignon d'entraînement.
Par ailleurs, suivant une deuxième conception connue dite "à micro-solénoïde", le contacteur électromagnétique comporte une bobine apte à commander un déplacement combiné du levier de commande et de la plaque de contact en direction des bornes de puissance. En outre, un organe de commande de type micro-solénoïde comporte une deuxième bobine et un noyau mobile en translation entre une position initiale dans laquelle une extrémité du noyau fait saillie de manière à empêcher un contact électrique entre la plaque et au moins une des bornes de puissance du contacteur; et une position finale dans laquelle le noyau autorise un contact électrique entre la plaque et les bornes de puissance du contacteur pour autoriser l'activation du moteur électrique.
Le problème réside dans le fait que la première et la deuxième stratégies de commande du calculateur moteur ne sont pas compatibles avec la conception à micro-solénoïde, notamment dans la mesure où il est nécessaire de mettre sous tension la bobine de commande de la plaque de contact pour commander l'activation du moteur électrique dans la conception à "double connecteurs", alors qu'il est nécessaire de commander une coupure de tension du micro-solénoïde dans l'autre configuration du contacteur. Autrement dit, la logique de commande du démarrage du moteur électrique est inversée d'une conception à l'autre. L'invention vise à résoudre ce problème en proposant un dispositif de commande d'un démarreur de véhicule automobile, comprenant: un premier et un deuxième relais de puissance pour respectivement alimenter électriquement au moins une bobine de contacteur et commander un organe de commande, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un troisième relais, dit relais inverseur, adapté à alimenter un organe de commande dudit moteur électrique, ledit relais inverseur étant apte à alimenter ledit organe de commande lorsque ledit deuxième relais de puissance n'est pas alimenté et que ledit premier relais de puissance est alimenté. L'invention permet ainsi d'adapter à une conception à micro-solénoïde un calculateur moteur dédié à la conception à "double contacteurs" sans avoir à réaliser de modification logicielle du calculateur. L'invention permet également de réaliser un changement du type de démarreur sur un véhicule qui sera transparent pour l'utilisateur.
Selon une réalisation, ledit relais inverseur est un relais à contact normalement fermé.
Selon une réalisation, lesdits premier et le deuxième relais sont de type à contact normalement ouvert.
Selon une réalisation, ledit organe de commande est un micro-solénoïde apte à bloquer un déplacement d'une plaque de contact destinée à permettre une alimentation dudit moteur électrique.
Selon une réalisation, ledit dispositif de commande comprend en outre un calculateur moteur apte à émettre un premier et un deuxième signal de commande destinés respectivement à commander lesdits premier et deuxième relais de puissance.
Selon une réalisation, ledit premier signal de commande est apte à commander un déplacement d'un pignon dudit démarreur et ledit deuxième signal de commande est apte à commander une alimentation dudit moteur électrique. L'invention a également pour objet un démarreur de véhicule automobile comprenant un pignon d'entraînement, un moteur électrique pour entraîner en rotation ledit pignon d'entraînement, un contacteur apte à déplacer ledit pignon d'entraînement en translation, un organe de commande agencé pour commander l'alimentation électrique dudit moteur électrique, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un relais apte à alimenter ledit organe de commande et en ce que ledit relais est monté électriquement en parallèle avec ledit contacteur et ledit moteur électrique.
Selon une réalisation, ledit relais est un relais à contact normalement fermé. L'invention concerne également un ensemble comprenant un démarreur de véhicule automobile et un dispositif de commande dudit démarreur, caractérisé en ce qu'il comprend: - un premier et un deuxième relais de puissance agencé pour respectivement alimenter électriquement au moins une bobine de contacteur et commander un organe de commande, et - un relais, dit relais inverseur, comportant un contact de puissance relié audit organe de commande pour commander l'actionnement dudit moteur électrique. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent. Ces figures ne sont données qu’à titre illustratif mais nullement limitatif de l’invention.
La figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de commande mis en oeuvre avec un démarreur selon la présente invention;
Les figures 2a et 2b sont des diagrammes temporels faisant apparaître l'état des différents signaux de commande du contacteur pour deux stratégies de commande du démarreur selon la présente invention.
La figure 1 représente de manière schématique un démarreur 10 selon la présente invention comportant un contacteur électromagnétique 11 muni d'une bobine 12 apte à commander un déplacement combiné d'un levier de commande 15 associé à un pignon d'entraînement 16 et d'une plaque de contact 17 en direction de bornes de puissance 20a, 20b. Le pignon 16 est mobile entre une position de repos dans laquelle le pignon 16 se situe à distance d'une couronne de démarrage 18 d'un moteur thermique 19 à une position d'engrènement dans laquelle le pignon 16 engrène avec la couronne de démarrage 18 du moteur thermique 19. A cet effet, la bobine de contacteur 12 est associée à un noyau mobile 23 relié d'une part au levier de commande 15 coopérant par une de ses extrémités avec le lanceur 26 portant le pignon 16 comme décrit dans le document FR279588, et d'autre part avec une tige de commande 27 sur laquelle est montée la plaque de contact 17.
La plaque de contact 17 est destinée à venir en contact avec les bornes de puissance 20a, 20b pour commander l’actionnement d’un moteur électrique 30. A cette fin, l'une des bornes 20a est reliée à une borne positive de la batterie 33, tandis que l'autre borne 20b est reliée par l'intermédiaire d'un câble à des balais du moteur électrique 30 de polarité positive.
En outre, un organe de commande 34 du moteur électrique 30 de type micro-solénoïde comporte une bobine 37 et un noyau 38 mobile en translation entre une position initiale dans laquelle une extrémité du noyau 38 fait saillie de manière à empêcher un contact électrique entre la plaque 17 et au moins une des bornes de puissance 20a, 20b du contacteur 11 ; et une position finale dans laquelle le noyau 38 autorise un contact électrique entre la plaque 17 et les bornes de puissance 20a, 20b pour autoriser l'activation du moteur électrique 30. Un ressort de rappel 39 monté entre une partie fixe du capot et le noyau mobile assure le retour du noyau 38 en position initiale suite à une coupure de l'alimentation du micro-solénoïde 34. En outre, il peut comporter en outre un aimant 391 fixe dans le capot du contacteur pour empêcher des rebonds du noyau mobile 38 lorsque celui-ci se dirige en position finale. En effet de tel rebond peuvent décoller la plaque 17 de la borne 20a.
La plaque de contact 17 peut ainsi prendre une première position, dite de repos, dans laquelle la plaque 17 est située à distance des bornes de puissance 20a, 20b (la bobine de contacteur 12 et le micro-solénoïde 34 ne sont alors pas alimentés), une deuxième position, dite de pré-engagement, dans laquelle la plaque de contact 17 est en contact avec une des bornes 20b mais est maintenue à distance de l'autre borne 20b tandis que le pignon 16 a été déplacé de manière à engrener avec la couronne de démarrage 18 (la bobine de contacteur 12 et le micro-solénoïde 34 sont alors tous deux alimentés), et une troisième position, dite active, dans laquelle la plaque de contact 17 est en contact avec les bornes de puissance 20a, 20b pour activer le moteur électrique 30 (la bobine de contacteur 12 est alors alimentée tandis que le micro-solénoïde 34 n'est pas alimenté). On pourra se référer par exemple aux documents FR2923869 ou FR2959891 pour plus de détails sur un tel dispositif.
En outre, un dispositif de commande 41 comporte un premier R1 et un deuxième R2 relais de puissance de type normalement ouvert, c’est-à-dire que si aucune tension de commande n'est appliquée sur ces relais R1, R2, le contact de puissance est ouvert, tandis que le contact de puissance se ferme lorsqu'une tension de commande est appliquée sur le relais R1, R2 correspondant.
Le premier R1 et le deuxième R2 relais sont commandés respectivement par un premier 01 et un deuxième 02 signal de commande émis par un calculateur moteur 40.
La sortie de puissance du premier relais R1 est connectée directement à la bobine de contacteur 12 pour assurer son alimentation.
Un relais R3, dit relai inverseur, adapté à alimenter le micro-solénoïde 34 est monté électriquement entre le premier relais R1 et le micro-solénoïde 34. Le relais R3 est monté électriquement en parallèle avec le contacteur 11 et le moteur électrique 30. Le relais R3 pourra être intégré dans un boîtier indépendant 43. Le relais R3 est de type normalement fermé, c’est-à-dire que si aucune tension de commande n'est appliquée sur ce relais, le contact de puissance est fermé, tandis que le contact de puissance s'ouvre lorsqu'une tension de commande est appliquée sur ce relais R3. Le relais inverseur R3 est apte à alimenter le micro-solénoïde lorsque le deuxième relais R2 n'est pas alimenté et que le premier relais R1 est alimenté par des signaux de commande correspondants.
On décrit ci-après, en référence avec les figures 2a et 2b, le fonctionnement du contacteur 11 selon la présente invention. Les signaux 01 et 02 émis par le calculateur moteur 40 sont adaptés à un fonctionnement d'un système de type à "double contacteurs".
Suivant une première stratégie de commande mise en oeuvre pour assurer le démarrage du moteur thermique 19 à l'arrêt, les signaux 01 et 02 sont émis de façon à commander le déplacement quasi-simultané du pignon d'entraînement 16 et de la plaque de contact 17 (cf. figure 2a).
Plus précisément, à l'instant t1 correspondant à la réception d'une demande de démarrage du moteur thermique 19, le signal 01 commande la fermeture du premier relais R1, ce qui a pour effet d'alimenter la bobine de contacteur 12 générant ainsi un déplacement du pignon d'entraînement 16 en direction de la couronne de démarrage 18.
Après l'écoulement d'une courte durée de temporisation TA par exemple de l'ordre de 10 à 20ms, le signal 02 émis à l'instant t2 commande la fermeture du relai R2, lequel commande l'ouverture du relais R3 en sorte que le micro-solénoïde 34 n'est pas alimenté. Le noyau 38 ne s'oppose donc pas au déplacement de la plaque de contact 17 qui va pouvoir établir le contact avec les bornes de puissance 20a, 20b pour activer le moteur électrique 30.
Le moteur thermique 19 est normalement démarré à l'instant t3 et les signaux de commande 01,02 sont coupés par précaution légèrement après à l'instant t4 afin de s'assurer du démarrage effectif du moteur thermique 19.
Suivant une deuxième stratégie de commande mise en oeuvre pour assurer le démarrage du moteur thermique 19 alors que le vilebrequin est encore en rotation (lors d'un fonctionnement de type "stop and start" par exemple), les signaux 01 et 02 sont émis de façon à s'assurer que le pignon 16 engrène avec la couronne de démarrage 18 avant de commander l'activation du moteur électrique 30 (cf. figure 2b).
Plus précisément, à l'instant t1, le signal 01 commande la fermeture du relais R1, ce qui a pour effet d'alimenter la bobine de contacteur 12 qui génère un déplacement du pignon d'entraînement 16 en direction de la couronne de démarrage 18.
Le deuxième signal de commande 02 étant à l'état bas, aucun signal ne commande l'ouverture du relais R3 en sorte que le micro-solénoïde 34 est alimenté via le relais R1. La plaque de contact 17 retenue par le micro-solénoïde 34 est alors dans une position de pré-engagement pour éviter l'activation du moteur électrique 30.
Après l'écoulement d'une durée de temporisation TB par exemple de l'ordre de 100ms garantissant l'engrènement du pignon 16 avec la couronne de démarrage 18, le signal 02 passe à l'état haut à l'instant t2, ce qui a pour effet de commander la fermeture du relais R2, lequel commande l'ouverture du relais R3. L'alimentation du micro-solénoïde 34 est ainsi coupée, ce qui autorise la plaque de contact 17 à établir le contact avec les bornes de puissance 20a, 20b pour permettre l'activation du moteur électrique 30.
Le moteur thermique 19 est normalement démarré à l'instant t3 et les signaux de commande sont coupés par précaution légèrement après à l'instant t4 afin de s'assurer du démarrage effectif du moteur thermique 19.
En variante, le micro-solénoïde 34 est un organe d'un autre type, tel qu'un contacteur du type de ceux utilisés dans les systèmes à double contacteurs utilisés avec un calculateur moteur dont il serait nécessaire d'inverser un des signaux de commande adapté à fonctionner avec une configuration à micro-solénoïde.
Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de commande (42) d'un démarreur (10) de véhicule automobile, comprenant: un premier et un deuxième relais de puissance (R1, R2) pour respectivement alimenter électriquement au moins une bobine de contacteur (12) et commander un organe de commande (34), caractérisé en ce qu'il comprend en outre un troisième relais (R3), dit relais inverseur, adapté à alimenter un organe de commande (34) dudit moteur électrique (30), ledit relais inverseur (R3) étant apte à alimenter ledit organe de commande (34) lorsque ledit deuxième relais de puissance (R2) n'est pas alimenté et que ledit premier relais de puissance (R1) est alimenté.
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit relais inverseur (R3) est un relais à contact normalement fermé.
  3. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits premier et le deuxième relais (R1, R2) sont de type à contact normalement ouvert.
  4. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit organe de commande (34) est un micro-solénoïde (34) apte à bloquer un déplacement d'une plaque de contact (17) destinée à permettre une alimentation dudit moteur électrique (30).
  5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit dispositif de commande (42) comprend en outre un calculateur moteur (40) apte à émettre un premier et un deuxième signal de commande (01, 02) destinés respectivement à commander lesdits premier et deuxième relais de puissance (R1, R2).
  6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit premier signal de commande (01) est apte à commander un déplacement d'un pignon (16) dudit démarreur et ledit deuxième signal de commande (02) est apte à commander une alimentation dudit moteur électrique (30).
  7. 7. Démarreur (10) de véhicule automobile comprenant un pignon d'entraînement (16), un moteur électrique (30) pour entraîner en rotation ledit pignon d'entraînement (16), un contacteur (11) apte à déplacer ledit pignon d'entraînement (16) en translation, un organe de commande (34) agencé pour commander l'alimentation électrique dudit moteur électrique (30), caractérisé en ce qu'il comporte en outre un relais (R3) apte à alimenter ledit organe de commande (34) et en ce que ledit relais (R3) est monté électriquement en parallèle avec ledit contacteur (11) et ledit moteur électrique (30).
  8. 8. Démarreur selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit relais (R3) est un relais à contact normalement fermé.
  9. 9. Ensemble comprenant un démarreur (10) de véhicule automobile et un dispositif de commande (42) dudit démarreur (10), caractérisé en ce que ledit dispositif de commande (42) comprend: - un premier et un deuxième relais de puissance (R1, R2) agencé pour respectivement alimenter électriquement au moins une bobine de contacteur (12) et commander un organe de commande (34), et - un relais (R3), dit relais inverseur, comportant un contact de puissance relié audit organe de commande (34) pour commander l'actionnement dudit moteur électrique (30).
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