FR2811825A1

FR2811825A1 - Generateur a courant alternatif pour vehicule comportant une unite de commande de tension

Info

Publication number: FR2811825A1
Application number: FR0107978A
Authority: FR
Inventors: Makoto Taniguchi; Hiroaki Ishikawa; Koji Tanaka
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-06-19
Filing date: 2001-06-18
Publication date: 2002-01-18
Anticipated expiration: 2021-06-18
Also published as: DE10129321A1; US20010052761A1; US6420855B2; JP4192439B2; JP2002084799A; FR2811825B1

Abstract

Un g en erateur à courant alternatif pour v ehicule (1) comprend une r esistance (73) pour une borne de sortie d'une phase à la masse dans une bobine d'induit (3), un moyen d'interrupteur (74) pour connecter et d econnecter au moins une borne de sortie d'une phase parmi les autres phases de la bobine d'induit (3) vers et depuis la masse et une unit e de commande (6) pour commander le moyen d'interrupteur (74). Le moyen d'interrupteur (74) est command e à l' etat ferm e et ouvert en conformit e avec une tension g en er ee aux bornes de la r esistance (73). En conformit e avec cette configuration, dans le cas de la pr esence de courant de fuite dans la bobine d'induit (3), la pr esence du courant de fuite est d etect ee sur la base de la tension g en er ee aux bornes de la r esistance (73) et le moyen d'interrupteur (74) est ferm e, avec pour effet que le courant de fuite est autoris e à s' echapper vers la masse et un signal r eel provenant de la r esistance (73) est facilement d etect e.

Description

GENERATEUR A COURANT ALTERNATIF POUR VEHICULE COMPORTANT

UNE UNITE DE COMMANDE DE TENSION

La présente invention se rapporte à un générateur à courant alternatif pour véhicule et à une unité de commande

de tension pour celui-ci.

Dans un alternateur, en plus du câble d'alimentation pour délivrer l'énergie électrique produite à une batterie et diverses charges électriques montées sur un véhicule, on

utilise un certain nombre de câbles de signal pour la com-

munication de signaux entre un dispositif (que l'on appel-

lera par la suite "régulateur") pour commander la tension produite de l'alternateur et du véhicule. Typique de ces

câbles de signaux sont un câble IG pour détecter qu'un dé-

marreur à clé de contact prévu sur le véhicule est contacté et pour maintenir le régulateur actif, un câble L pour avertir le conducteur du véhicule d'un problème dans l'alternateur ou dans la batterie, (dans certains cas, une borne commune est utilisée pour les bornes IG et L), et un câble S pour détecter une tension de la batterie et pour la renvoyer au régulateur en vue de surveiller si la tension de la batterie est dans un état commandé à l'intérieur

d'une plage appropriée.

Parmi ces câbles, le câble d'alimentation est essen-

tiel et ne peut pas être omis aux vues de sa fonction mais le câble S peut être sensiblement remplacé en surveillant directement la tension au niveau de la borne de sortie de

l'alternateur et peut être omis. En ce qui concerne le câ-

ble L, la fiabilité de l'alternateur est améliorée dans une

mesure égale ou même plus grande que la durée de vie du vé-

hicule et le nombre de véhicules ne demandant pas d'avertissement est accru. Ainsi, le câble L peut également

être omis.

Toutefois, comme pour le câble IG, un certain moyen de substitution est nécessaire pour omettre. le câble IG du fait que l'on ne sait pas lorsque le démarreur à clé de

contact est activé.

Par exemple, lorsque l'alimentation électrique est en-

voyée au régulateur continuellement et qu'un transistor de puissance est autorisé à fonctionner à un rapport cyclique extrêmement bas, l'alternateur peut commencer à générer une

énergie électrique immédiatement sans savoir lorsque le mo-

teur peut démarrer. Toutefois, lorsque le véhicule est laissé comme il est sans être utilisé sur une durée longue,

la batterie sera finalement épuisée par le courant électri-

que consommé dans la bobine d'excitation de l'alternateur.

Lorsque la source d'excitation est formée par un ai-

mant permanent, non un électro-aimant, la production d'énergie est démarrée inévitablement lors de la rotation de l'alternateur. Toutefois, la commande de la tension pour un générateur du type à aimant permanent est généralement difficile et exige toujours un couple de fonctionnement élevé. Ainsi, le générateur du type à aimant permanent a pour désavantage son efficacité et n'est pas approprié pour

un générateur à courant alternatif pour véhicule.

Le brevet des Etats-Unis N 4 901 704 décrit la détec-

tion de la rotation d'un alternateur en utilisant un élé-

ment à effet Hall. Toutefois, puisque l'environnement de

travail de l'alternateur n'est pas toujours bon, il se pro-

duit également des inconvénients tels que faible fiabilité

et coût élevé.

Dans un effort pour surmonter ces inconvénients, les documents JP-A-55127 849 et JP-A-6-284 598 proposent un procédé dans lequel une tension monophasée dans une tension alternative multiphase induite par interliaison d'un flux magnétique avec une bobine d'induit multiphase, qui demeure

dans un pôle magnétique rotatif comme constituant d'un al-

ternateur du type à champ rotatif est détectée et l'alternateur tourne. C'est-à-dire qu'il est décrit que la fonction de la borne IG peut être remplacée en détectant

qu'un moteur est démarré.

Toutefois, l'utilisation de la technique décrite dans

les documents JP-A-55-127 849 et JP-A-6-284 598 précédem-

ment dans l'environnement de travail de l'alternateur qui n'est pas toujours bon peut avoir pour résultat de

l'alternateur est mouillé avec de l'eau ou une solution sa-

line, avec la possibilité conséquente que des impuretés puissent adhérer à une partie de la bobine d'induit à une partie d'un redresseur, entraînant un courant de fuite et

l'incapacité de la détection des signaux.

Aux vues de ces inconvénients, le document USP 5 602 470

propose un procédé dans lequel une résistance de compensa-

tion est reliée à une extrémité de sortie de la bobine d'induit de façon à permettre la détection de signal même lorsque la fuite de courant se produit. Il a été dit que pour distinguer efficacement le bruit d'un signal réel par le procédé, peu importe que la fuite de courant puisse se produire dans la bobine d'induit, il est nécessaire de fixer la résistance de compensation à une valeur ohmique relativement faible. CTest-à-dire que la fuite de courant est consommée par la résistance d'une telle faible valeur ohmique signifie qu'une partie d'un courant de sortie est consommée par la résistance pendant la production d'énergie de l'alternateur, de sorte que l'alternateur fonctionne de

manière insuffisante.

En outre, le document USP 5 182 511 décrit une techni-

que dans laquelle une différence de potentiel entre des tensions de borne bi-phases dans une tension alternative multiphase est détectée en flottant depuis la masse. En

conformité avec cette technique, il est, bien entendu, pos-

sible de détecter sûrement un signal de tension entre deux phases même lorsque la fuite se produit. Toutefois, il était évident qu'une tension de référence d'un comparateur, c'est-à-dire l'alimentation électrique à un comparateur,

devient compliqué pour comparer le signal de tension flot-

tant à une valeur prédéterminée. En outre, une fois que l'alternateur commence à générer de l'énergie, une tension excessive est appliquée au comparateur et des moyens de

protection divers doivent être prévus pour assurer un fonc-

tionnement stable, entraînant en conséquence un inconvé-

nient dans le montage d'un tel circuit dont la dimension

devient trop grande.

Un but de la présente invention est de proposer une unité de commande de tension pour un générateur à courant alternateur pour véhicule capable de détecter sûrement un

signal de tension produit entre des bornes de bobines mul-

tiphases.

En conformité avec la présente invention, un généra-

teur à courant alternatif pour véhicule incluant un rotor muni de plusieurs pôles d'excitation, une bobine d'excitation pour magnétiser les pôles d'excitation, une diode pour renvoyer un courant d'excitation, la diode étant

connectée en parallèle avec la bobine d'excitation, un in-

duit ayant une bobine multiphase et adapté pour recevoir un champ magnétique rotatif créé par le rotor et induire une tension alternative et une unité de commande qui commande un courant électrique circulant dans la bobine d'excitation

et commande une tension de sortie, dans lequel une résis-

tance connectée entre une borne de sortie monophase dans la bobine multiphase et un potentiel de pôle négatif d'une batterie de véhicule, de même qu'un moyen d'interrupteur pour connecter et déconnecter au moins une borne de sortie monophase parmi les autres phases dans la bobine multiphase vers et depuis le potentiel de pôle négatif de la batterie pour véhicule, sont prévus. En conséquence, lorsque le moyen d'interrupteur est fermé dans le cas de l'occurrence de courant de fuite dans la bobine d'induit, le courant de fuite revient à la batterie du véhicule par l'intermédiaire du moyen d'interrupteur, de sorte qu'une tension basée sur un courant de fuite n'est pas générée dans la tension aux bornes de la résistance. C'est-à-dire qu'un signal produit entre les bornes de bobines multiphases peut être détecté

distinctement du bruit.

Lorsque le rotor tourne en l'absence de courant de fuite, une force électromotrice provoquée par le magnétisme restant dans les pôles d'excitation constituant le rotor est induit dans la bobine d'induit. Dans ce cas, lorsque le

moyen d'interrupteur est ouvert, c'est-à-dire dans la con-

figuration du circuit classique, environ 0,7v d'une chute de tension directe d'une diode est présente dans le circuit

composé de la diode côté négatif dans la phase X, la résis-

tance et la bobine d'induit, tandis que dans une période polarisée en inverse de la diode, la diode est bloquée et qu'aucun courant ne circule dans la résistance, ayant de ce

fait pour résultat une action de redressement demi-

alternance. En conséquence, la tension aux bornes de la ré-

sistance devient un signal extrêmement faible, de sorte

qu'il est difficile de détecter la tension.

Toutefois, dans la présente invention, lorsque le moyen d'interrupteur est fermé, tout facteur qui entraîne

environ un redressement demi-alternance d'une chute de ten-

sion large n'est pas présent dans le circuit fermé composé du moyen d'interrupteur, de la résistance et de la bobine

d'induit. En conséquence, la tension aux bornes de la ré-

sistance est obtenue comme un signal important, de sorte que le signal est facilement détecté. En outre, puisque le moyen d'interrupteur est commandé pour être fermé et ouvert en conformité avec la tension aux bornes de la résistance, le moyen d'interrupteur peut être fermé et ouvert sans tenir compte du fait que le courant de fuite est présent ou non. Lorsqu'il existe un courant de fuite, il est possible de séparer le bruit provoqué par la

fuite de courant et un signal réel.

Plus grand est le nombre de rotations du rotor, plus grande est l'amplitude de la tension générée aux bornes de

la résistance. C'est-à-dire que lorsque le nombre de rota-

tions n'est pas plus petit qu'un nombre prédéterminé et que la tension appliquée est devenue importante, le moyen d'interrupteur est ouvert. Il est ainsi possible d'empêcher

la génération de chaleur et rupture d'isolement par la cir-

culation d'un courant de grande intensité dans le moyen d'interrupteur. Des buts supplémentaires et avantages de la présente invention seront plus facilement apparents à partir de la

description détaillée suivante de ces modes de réalisation

préférés lorsque lus en liaison avec les dessins annexés parmi lesquels: la figure 1 est un schéma synoptique sous forme de blocs montrant une constitution de la présente invention; la figure 2 est un schéma synoptique sous forme de blocs montrant un circuit de sous-alimentation électrique (premier mode de réalisation); la figure 3 est un schéma synoptique sous forme de blocs montrant un circuit de sous-alimentation électrique (second mode de réalisation); la figure 4 est un chronogramme montrant une opération à un petit nombre de rotations du rotor (second mode de réalisation); la figure 5 est un chronogramme montrant une opération à un nombre important de rotations du rotor (second mode de réalisation), et la figure 6 est un schéma synoptique sous forme de blocs montrant un circuit de sous-alimentation électrique (modification). (Premier mode de réalisation) La figure 1 est un schéma synoptique sous forme de

blocs montrant la configuration du premier mode de réalisa-

tion. La figure 1 représente un alternateur 1 en conformité avec la présente invention, une batterie de véhicule 2, une

bobine triphasée formant l'alternateur 1, un circuit re-

dresseur double alternance 4 relié aux bornes de sortie de la bobine triphasée 3, une bobine d'excitation 5 enroulée autour d'un pôle magnétique de rotation (non représenté) qui produit un champ alternatif pour interliaison avec la bobine triphasée 4, et une unité de commande de tension 6 qui ajuste le courant d'excitation à envoyer par la bobine d'excitation 5 et commande une tension de sortie de

l'alternateur 1 à l'intérieur d'une plage prédéterminée.

L'unité de commande de tension 6 inclut un transistor de puissance 61, une diode à effet volant 62, un circuit de

commande de tension 63, un circuit d'alimentation électri-

que principal 64 et un circuit de sous-alimentation élec-

trique 65. Le transistor de puissance 61 est relié à la bo-

bine d'excitation 5 pour laisser passer et bloquer le cou-

rant d'excitation. La diode à effet volant 62 amène le cou-

rant d'excitation à venir lorsque le transistor de puis-

sance 61 est bloqué. Le circuit de commande de tension 63 surveille la tension de sortie du circuit redresseur double

alternance 4 et produit un signal pour attaquer le transis-

tor de puissance 61 de sorte que la tension de sortie est à l'intérieur d'une plage prédéterminée. Le circuit d'alimentation électrique principal 64 délivre l'énergie électrique pour maintenir le circuit de commande de tension 63 actif. Le circuit de sous-alimentation électrique 65,

sur réception des signaux de sortie biphasés Px et Py de-

puis la bobine triphasée 3, détecte à partir des signaux d'entrée qu'un rotor tourne et sort un signal pour activer

le circuit d'alimentation électrique principal.

La figure 2 représente une configuration détaillée du

circuit de sous-alimentation électrique 65.

Le circuit de sous-alimentation électrique 65 inclut une bobine d'entrée 71 pour entrer une tension de borne de

phase Y depuis la bobine 3, une borne d'entrée 72 pour en-

trer une tension de borne de phase X depuis la bobine 3,

une résistance de masse 73 pour connecter une borne de sor-

tie de phase Y à la masse et un moyen d'interrupteur TR1 74 pour connecter et déconnecter une borne de sortie de phase X à la masse et depuis celle-ci. Le moyen d'interrupteur 74 est formé par un transistor à effet de champ MOS dans le

présent mode de réalisation. Une résistance à l'état con-

ducteur du transistor à effet de champ MOS est établi suf-

fisamment plus faible que la valeur ohmique de la résis-

tance de masse R1. A titre d'exemple Ri = 1 kQ, RTR1 = 1 Q. Le circuit de sous-alimentation électrique 65 inclut,

en outre, un comparateur 75, un premier circuit de tempori-

sation 76, une première porte ET 77, une seconde porte ET

78 et un interrupteur analogique 82.

Le comparateur 75 compare la tension de la résistance de masse Rl 73 à une valeur prédéterminée V2. Le premier

circuit de temporisation 76, avec un front montant ou des-

cendant d'un signal de sortie V1 provenant du comparateur 75 comme point de déclenchement, sort un signal de niveau

haut pendant seulement une première durée prédéterminée T1.

La première porte ET 77 calcule un produit logique du si-

gnal de sortie Vb du premier circuit de temporisation 76 et

du signal de sortie Va du comparateur 75. Un signal de sor-

tie Vc de la première porte ET 77 est entré par l'intermédiaire de la borne de sortie 79 du circuit de sous-alimentation électrique 65 sur une borne d'entrée 101

du circuit d'alimentation électrique principal 64. La se-

conde porte ET 78 calcule un produit logique du signal de sortie Vb du premier circuit de temporisation 76 et d'un signal de sortie Vd du circuit d'alimentation électrique principal 64 entré depuis une borne d'entrée 80. Un signal de sortie Ve de la seconde porte ET 78 ferme et ouvre ou

bloque le moyen d'interrupteur 74. L'interrupteur analogi-

que 82 est mis en oeuvre par le signal de sortie Vb prove-

nant du premier circuit de temporisation 76 et est connecté entre un potentiel de sortie du générateur et une borne de

sortie 81 du circuit de sous-alimentation électrique 65.

Lorsque le signal de sortie du circuit de sous-alimentation électrique 65 est au niveau haut, le circuit d'alimentation

électrique principal 64 est maintenu actif.

Un circuit compteur 100 forme une partie du circuit d'alimentation électrique principal 64 et compte le nombre d'impulsions du signal de sortie Vc provenant du circuit de sous-alimentation électrique 65. Un signal de sortie du circuit compteur 100 est appliqué à une borne de sortie 102 du circuit d'alimentation électrique principal 64 par l'intermédiaire d'un inverseur 104. Le circuit compteur 100 est paramétré de façon à sortir un signal de niveau haut lorsqu'un nombre prédéterminé d'impulsions est entré. Le nombre d'impulsions prédéterminé correspond à un premier

nombre de rotations prédéterminé dans la présente inven-

tion. On décrira maintenant le fonctionnement du présent mode de réalisation.

Lorsque la tension de sortie de phase Y Vpy de la bo-

bine 3 dépasse une seconde valeur prédéterminée V2, le com-

parateur 75 est inversé et le niveau du signal de sortie Va devient le niveau haut. La seconde valeur prédéterminée V2 est de préférence établie à une valeur d'un dixième ou

moins d'une tension nominale du générateur à courant alter-

natif de véhicule, par exemple 0,4 V ou ainsi. Avec un

front montant de l'impulsion du signal de sortie Va prove-

nant du comparateur 75 comme point de déclenchement (tl), le premier circuit de temporisation 76 sort les signaux de

niveau haut seulement pendant la première durée prédétermi-

née T1. L'interrupteur analogique 82 est fermé lors de la sortie d'un signal de niveau haut depuis le premier circuit de temporisation 76. C'est-à-dire que le circuit d'alimentation électrique principal 64 est seulement actif

pendant la durée prédéterminée T1.

Le circuit d'alimentation électrique principal 64 re-

çoit depuis le circuit de sous-alimentation électrique 65 un signal ET Vc du signal de sortie du comparateur Va et du signal de sortie du premier circuit de temporisation Vb. Le nombre d'impulsions du signal Vc est compté par le circuit compteur 100 dans le circuit d'alimentation électrique principal 64. Lorsqu'un nombre prédéterminé d'impulsions est entré, un signal de niveau haut est sorti. Un signal de sortie inversé provenant du circuit compteur 100 est de

nouveau entré dans le circuit de sous-alimentation électri-

que 65 et est de plus entré dans la seconde porte ET 78.

1l Par exemple, lorsque la tension de la phase Y Vpy est élevée par le courant de fuite alors que le rotor s'arrête, le comparateur 75 s'inverse lui-même et sort un signal de

niveau haut. Il s'ensuit que le premier circuit de tempori-

sation 76 opère et sort des signaux de niveau haut pendant seulement la première durée prédéterminée T1, activant le circuit d'alimentation électrique principal 64 seulement

pendant la première durée prédéterminée T1. Puisque la sor-

tie du circuit compteur 100 dans le circuit d'alimentation électrique principal 64 est au niveau bas, les deux entrées de la seconde porte ET 78 sont au niveau haut, de sorte que le moyen d'interrupteur 74 est fermé, permettant de ce fait au courant de fuite de s'échapper immédiatement vers la masse à travers le moyen d'interrupteur 74. Après la durée

prédéterminée, le circuit d'alimentation électrique princi-

pal 64 est de nouveau inactif. Ces opérations sont répétées

tant qu'existe un courant de fuite.

D'autre part, lorsque la tension de phase y est une tension provoquée par la rotation du rotor, et non par une fuite de courant, le circuit d'alimentation électrique principal 64 est autorisé à opérer pendant seulement la première durée prédéterminée depuis le front montant de la

sortie du comparateur. A ce moment, puisqu'un signal impul-

sionnel est contenu dans le signal de sortie Vc de la pre-

mière porte ET 77, le circuit compteur 100 compte le nombre des impulsions. Dans le cas o un nombre prédéterminé

d'impulsions ou plus ne sont pas entrées, le niveau de sor-

tie du circuit compteur demeure au niveau bas, et après la première durée prédéterminée Tl, le circuit d'alimentation électrique principal 64 est désactivé. Lorsque le nombre des impulsions augmente avec une augmentation du nombre de rotations et atteint le nombre prédéterminé d'impulsions, le circuit compteur 100 sort un signal de niveau haut pour ouvrir le moyen d'interrupteur 74. La fourniture d'énergie

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électrique ou circuit de commande de tension 63 est commen-

cée pour lancer la commande de tension générée.

En outre, lorsqu'une tension continue basée sur le courant de fuite et une tension fluctuante provoquée par la rotation du rotor sont mélangées ensemble en phase y, le

circuit d'alimentation électrique principal 64 commence si-

multanément à fonctionner avec l'inversion du comparateur et le nombre d'impulsions contenues dans le signal de

sortie Vc est compté. Jusqu'au moment o le nombre prédé-

terminé ou plus d'impulsions sont entrées, le moyen

d'interrupteur 74 est fermé pour éliminer la tension conti-

nue sur la base du courant de fuite, comme décrit ci-

dessus.

Lorsque le moyen d'interrupteur 74 est fermé, un cou-

rant électrique circule dans un circuit en boucle fermé par le moyen d'interrupteur 74, la résistance de masse Ri 73 et

les bobines de phase X-, Y- sous l'action d'une force élec-

tromotrice induite par l'interliaison du flux magnétique

avec la bobine 3, le flux magnétique étant créé par le ma-

gnétisme demeurant dans les pâles d'excitation précédents.

Ainsi, une tension Vpy est générée aux bornes de la résis-

tance de masse R1 73. L'amplitude de la tension Vpy est plus grande dans le cas o le moyen d'interrupteur 74 est

fermé que dans le cas o le moyen d'interrupteur 74 est ou-

vert.

Lorsque le moyen d'interrupteur 74 est ouvert, un cir-

cuit de boucle normalement fermé n'existe pas et un courant électrique est mis à circuler par un circuit redresseur

simple alternance formé par une diode redresseuse 41 con-

nectée à la phase X, la résistance de masse Rl et les pha-

ses X et Y. Mais, dans ce cas, une chute de tension directe de la diode redresseuse 41 est d'environ 0,7 V. D'autre

part, puisque la force électromotrice appliquée à ce cir-

cuit redresseur simple alternance est provoquée par le ma-

gnétisme demeurant dans les pôles d'excitation comme décrit ci-dessus, on obtient seulement une tension extrêmement faible de 1,2 V ou équivalent. Lorsque le moyen

d'interrupteur 74 est ouvert, environ 0,5 V parmi les envi-

rons 1,2 V proviennent de la division par la diode 41, avec pour résultat qu'il apparaît seulement environ 0,5 V comme chute de tension de la résistance de masse Ri 73. A cet égard, puisque ce signal de tension est un signal simple

alternance, sa détection est extrêmement difficile.

A l'opposé de ceci, lorsque le moyen d'interrupteur 74 est fermé, une boucle normalement fermée est formée comme décrit ci-dessus, avec pour effet que le circuit alternatif peut être mis à circuler. A ce sujet, dans le circuit, il n'y a pas d'éléments qui entraînent une chute de tension telle qu'une diode de sorte que l'on obtient une tension relativement importante et il devient facile d'effectuer la détection. Ainsi, lorsque le moyen d'interrupteur 74 est fermé, il est possible d'amplifier sensiblement la tension

développée aux bornes de la résistance de masse Rl 73.

A mesure que le signal de Vpy est amplifié, le risque de dépasser la valeur prédéterminée augmente et ainsi le nombre d'impulsions entrées dans le circuit compteur 100 devient le nombre prédéterminé ou plus. Ainsi, comme on l'a décrit ci-dessus, le moyen d'interrupteur 74 est ouvert, maintenant le circuit d'alimentation électrique principal 64 actif pour continuer de fournir de l'énergie électrique

au circuit de commande de tension 63 et la commande de ten-

sion générée pour le générateur est lancée.

Comme on l'a expliqué ci-dessus, même lorsqu'un cou-

rant de fuite existe dans la bobine 3 du générateur, il est possible, en fermant et ouvrant ou en rendant conducteur et bloquant le moyen d'interrupteur 74, d'éliminer facilement

un signal de bruit provoqué par le courant de fuite et dé-

tecter seulement un signal basé sur la rotation du rotor.

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Il s'ensuit que l'on peut proposer une unité de commande capable de détecter facilement le début de la rotation du rotor. (Second mode de réalisation) En conformité avec le premier mode de réalisation, puisque le circuit compteur 100 est monté dans le circuit d'alimentation électrique principal 64, on a pour problème que, à un nombre de rotations faible du rotor, le circuit

d'alimentation électrique principal 64 répète une activa-

tion et désactivation, entraînant en conséquence un bruit

de commutation ou une perte de commutation ou un fonction-

nement quelque peu instable en résulte et la consommation

d'énergie du circuit est trop importante pour faire seule-

ment la distinction entre le bruit et un vrai signal de ro-

tation.

Le second mode de réalisation de la présente invention

sera décrit en se référant à la figure 3.

Le second mode de réalisation résout les problèmes du

premier mode de réalisation.

Comme cela est représenté à la figure 3, le second

mode de réalisation inclut un circuit compteur 83, un se-

cond circuit de temporisation 84, un premier inverseur 85

et un second inverseur 86.

Le circuit compteur 83 compte le nombre de signaux im-

pulsionnels sortis depuis la première porte ET 77 et est paramétré de façon à sortir un signal de niveau haut lors

de l'entrée d'un nombre prédéterminé d'impulsions. Le se-

cond circuit de temporisation 84, avec un front montant ou un front descendant d'un signal de sortie Vf provenant du circuit compteur 83 comme point de déclenchement, sort un signal de niveau haut pendant seulement une seconde durée prédéterminée T2. Dans le second mode de réalisation, un front arrière du signal de sortie Vf est utilisé comme point de déclenchement. La seconde durée prédéterminée T2 est établie plus longue que la première durée prédéterminée T1. Le premier inverseur 85 inverse le signal de sortie du second circuit de temporisation 84 et son signal de sortie est entré dans la seconde porte ET 78. Un signal de sortie

Ve de la seconde porte ET 78 ferme et ouvre ou rend conduc-

teur et bloque le moyen d'interrupteur 74. Le second inver-

seur 86 inverse le signal de sortie Vb du premier circuit de temporisation 76 et réinitialise le circuit compteur 83

lorsque le niveau de sortie est au niveau haut. Comme si-

gnal d'activation de l'interrupteur analogique 82, un si-

gnal de sortie Vg du second circuit de temporisation 84 est utilisé. On décrira maintenant le fonctionnement du second mode de réalisation en se référant aux figures 4 et 5. La figure 4 est un chronogramme du fonctionnement dans le cas o le nombre de rotations du rotor est faible et la figure 5 est un chronogramme de fonctionnement dans le cas o le nombre

de rotations du rotor est important.

Le circuit compteur 83 compte le signal du ET Vc du signal de sortie du comparateur Va et du signal de sortie du premier circuit de temporisationVb. Dans le second mode de réalisation, lors de l'entrée de la quatrième impulsion, un signal de niveau haut est sorti pendant seulement une

période du niveau haut de la quatrième impulsion et le nom-

bre compté est réinitialisé avec un signal inversé Vh du

signal impulsionnel Vb. Dans la région ayant un faible nom-

bre de rotations à la figure 4, la fréquence de Vpy est basse et ainsi, un nombre prédéterminé d'impulsions ne sont pas entrées pendant le niveau haut du premier circuit de temporisation, de sorte que la sortie Vf de ce circuit compteur demeure au niveau bas. En conséquence, le second

* circuit de temporisation 84 ne peut pas commencer à fonc-

tionner et l'interrupteur analogique 82 reste ouvert, de sorte qu'il n'est pas possible d'activer le circuit

d'alimentation électrique principal 64.

Maintenant, en se référant à la figure 5, la descrip-

tion suivante est donnée concernant le cas o le nombre de

rotations du rotor est élevé.

Dans ce cas, la fréquence fondamentale de la tension Vpy développée aux bornes de la résistance de masse Rl 73 devient élevée et la tension Vpy correspondant à quatre ou

plus cycles requis dans la durée prédéterminée T1 du pre-

mier circuit de temporisation 76 est entrée dans le compa-

rateur 75. C'est-à-dire que comme le signal de sortie Va du comparateur 75, quatre signaux impulsionnels sont sortis pendant la période T1. Lors de l'entrée du quatrième signal

impulsionnel, le circuit compteur 76 sort un signal de ni-

veau haut Vf. Lors de la réception ce signal impulsionnel Vf, le second circuit de temporisation 84, avec un front

montant de Vf comme point de déclenchement, sort des si-

gnaux de niveau haut Vg pendant seulement la seconde durée

prédéterminée T2. Le signal Vg amène l'interrupteur analo-

gique 82 à être fermé et un potentiel "B" à être disponible au niveau de la borne de sortie 81. Puisque la batterie du véhicule 2 est habituellement connectée à la borne B, le

potentiel B est appliqué à la tension de la batterie du vé-

hicule 2. Pour être plus spécifique alors que l'interrupteur analogique 82 est fermé, le circuit d'alimentation électrique principal 64 est activé et la

commande de tension de sortie dans l'alternateur 1 est dé-

marrée immédiatement.

Au même instant, le signal Vg est inversé par

l'inverseur 85, amenant le moyen d'interrupteur 74 à deve-

nir immédiatement ouvert même lorsque le premier circuit de

temporisation sort un signal de niveau haut. Ainsi, la ten-

sion générée induite dans la bobine 3 de l'alternateur 1

est coupée de la masse pour empêcher l'occurrence du phéno-

mène que la sortie du générateur est consommée par le moyen

d'interrupteur 74.

En supposant que le quatrième signal impulsionnel est sorti comme le signal de sortie Va du comparateur 75 malgré que nombre de rotations du rotor n'ait pas atteint encore la valeur prédéterminée, le compteur compte la quatrième impulsion mais puisque ce signal est un. signal de bruit

provoqué par une certaine raison, il n'apparaît pas au mo-

ment du comptage suivant. Ainsi, le circuit d'alimentation électrique principal 64 est activé une fois, mais après la

seconde durée pré-établie, le second circuit de temporisa-

tion 84 ne fonctionne pas et, en conséquence, le circuit

d'alimentation électrique principal 64 est désactivé immé-

diatement.

D'autre part, alors que le rotor tourne au nombre pré-

déterminé de rotations ou plus, le nombre d'impulsions de

sortie du comparateur 75 est sûr d'être quatre ou plus im-

pulsions, de sorte que le second circuit de temporisation

84 sort des signaux de niveau haut continuellement, mainte-

nant constamment de ce fait le circuit d'alimentation élec-

trique principal 64 actif.

Ici, le nombre compté du compteur est établi à quatre.

En variante, aucune limitation n'est faite à celui-ci et il peut être établi à tout autre nombre quelconque. On décrira maintenant la relation du nombre compté établi pour le compteur dans les première et seconde durées prédéterminées

T1, T2.

On expliquera tout d'abord la première durée prédéter-

minée. Le premier circuit de temporisation 76 amène le moyen d'interrupteur TR1 74 à être fermé pendant seulement la durée prédéterminée T1. En outre, à l'aide du premier circuit de temporisation 76, il est prévu pour faire la

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distinction si le signal de tension généré aux bornes de la résistance de masse R73 pendant la période de fermeture du moyen d'interrupteur 74 est provoqué par le bruit tel que du courant de fuite ou si c'est un vrai signal. Comme on l'a décrit précédemment, lorsque le rotor tourne avec le moyen d'interrupteur 74 fermé, le signal Vpy généré aux bornes de la résistance de masse 73 devient un signal de tension alternative. La fréquence fondamentale de cette tension alternative est fonction du nombre de rotations du rotor. Plus petit sera le nombre de rotations, plus faible sera la fréquence fondamentale. Plus grand sera le nombre

de rotations, plus élevée sera la fréquence fondamentale.

Ainsi, le nombre d'impulsions, VC, produite pendant la pé-

riode de fonctionnement Tl du premier circuit de temporisa-

tion varie en fonction du nombre de rotations. Par exemple, lorsque le nombre des pôles d'excitation est de seize et

que le rotor tourne à une vitesse de 1 000 tpm, la fré-

quence fondamentale de Vpy est de 133,3 Hz. Il est bien connu que lorsqu'un rotor ayant 2p pôles d'excitation est mis en rotation à N tpm, la fréquence fondamentale de Vp

est (N x p)/60 [Hz]. Lorsque le nombre prédéterminé de ro-

tations (la première valeur prédéterminée) qui doit être détecté est de NO tpm et que le nombre de comptes établi

pour le circuit compteur 83 est k, c'est-à-dire si un si-

gnal du niveau haut est sorti à kime impulsion, la première durée prédéterminée T1 devrait être supérieure à la valeur suivante: T1 = 60/(N0 x p) x (K + 1) [sec]

Par ce réglage, lorsque le rotor tourne au nombre pré-

déterminé de rotations ou à une vitesse plus élevée, le nombre k de signaux impulsionnels sera sûrement produit pendant la période T1. A titre d'exemple, lorsque quatre

impulsions sont utilisées pour détecter une vitesse de ro-

tation de 1 000 tpm du rotor ayant seize pôles d'excitation, T1 devait être établi à une valeur supérieure

à 37,5 ms.

Ensuite, la seconde durée prédéterminée sera expli-

quée. A l'aide du second circuit de temporisation 84, on veut détecter et déterminer si un nombre prédéterminé ou

plus d'impulsions sont entrées constamment dans le comp-

teur, c'est-à-dire si le rotor tourne à un nombre prédéter-

miné ou plus de rotations. En conséquence,. il est suffisant que la seconde durée prédéterminée T2 soit établie pour

être plus longue d'une impulsion que la première durée pré-

déterminée, c'est-à-dire une valeur obtenue par l'équation suivante ou une valeur plus grande: 1T2 = 60/(N0 x p) x (K + 2) [sec] Lorsque ceci est appliqué à l'exemple ci-dessus, T2

peut être établi à une valeur supérieure à 45 ms.

En conformité avec les modes de réalisation décrits ci-dessus de la présente invention, il est possible de dis-

tinguer sûrement entre le bruit et un vrai signal induit par la rotation du rotor et dans le cas de l'occurrence20 d'un courant de fuite, il est possible de maintenir inactif

le circuit d'alimentation électrique principal positive-

ment. Même lorsqu'une détection erronée devrait être faite en raison de la génération de bruit, le circuit d'alimentation électrique principal opère une fois mais est immédiatement désactivé, de sorte que l'énergie électrique

n'est pas gaspillée.

Par ailleurs, lorsque le rotor tourne effectivement, le circuit d'alimentation électrique principal est activé

immédiatement et le moyen d'interrupteur 74 est fermé. Ain-

si, une consommation inutile de l'énergie de sortie du gé-

nérateur est facilement évitée.

Ainsi, comme montré dans les modes de réalisation dé-

crits ci-dessus, en prévoyant simplement le moyen d'interrupteur 74 connectant et déconnectant une phase de la bobine triphasée 3 à la masse et un circuit de commande pour le moyen d'interrupteur 74, il est possible que le gé- nérateur lui-même puisse détecter le début de la rotation

du rotor et commencer la commande de la génération sans re-

cevoir depuis l'extérieur du générateur à courant alterna-

tif du véhicule tout signal quelconque pour surveiller l'état du véhicule et du moteur. C'est-à-dire que seul le

câble pour l'alimentation de l'énergie électrique à la bat-

terie du véhicule et au dispositif électriquement chargé est nécessaire et tous les autres câbles de signaux peuvent

être omis.

Ici, le circuit de temporisation et le circuit comp-

teur référencés tous les deux dans les modes de réalisation sont construits en utilisant des techniques numériques bien connues, de sorte que leurs explications détaillées seront omises. (Modification) La figure 6 représente une modification du second mode

de réalisation.

Dans le second mode de réalisation, le circuit comp-

teur 83 est utilisé pour détecter si le nombre de rotations

du rotor a atteint une valeur prédéterminée ou plus. En va-

riante, dans cette modification, un convertisseur F/V 87 et

un second comparateur 88 sont utilisés à la place du cir-

cuit compteur 83.

Une opération effectuée lorsque le rotor n'est pas en

rotation est la même que celle dans le premier mode de réa-

lisation.

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D'autre part, lorsque le rotor est en rotation, un

train d'impulsion ayant une fréquence correspondant au nom-

bre de rotations du rotor est généré dans le signal de sor-

tie Va du premier comparateur 75. Parmi ces signaux impul-

sionnels, ceux générés pendant une période fermée du moyen

d'interrupteur, c'est-à-dire pendant la première durée pré-

déterminée T1, sont entrés dans le convertisseur F/V 87 pour être convertis en signaux analogiques Vi. Les signaux

analogiques Vi varient en conformité avec le nombre de ro-

tations du rotor. C'est-à-dire que les signaux analogiques Vi sont de grande amplitude lorsque le nombre de rotations du rotor est important et les signaux analogiques Vi sont de faible amplitude lorsque le nombre de rotations du rotor

est faible.

Si le nombre de rotations du rotor est supérieur à une

valeur prédéterminée, ceci est facilement détecté en compa-

rant les signaux analogiques à la première valeur prédéter-

minée V1. La première valeur prédéterminée V1 peut être établie à une valeur correspondant au nombre de rotations à

détecter. Si nécessaire, un filtre passe-bas peut être in-

séré après le convertisseur F/V pour améliorer la précision

de la détection.

En conformité avec la présente modification, la préci-

sion de la détection du nombre de rotations est encore amé-

liorée par rapport au procédé de comptage d'impulsions dans

le premier mode de réalisation.

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Claims

REVENDICATIONS

1. Générateur à courant alternatif pour véhicule (1) caractérisant en ce qu'il comprend: un rotor incluant une pluralité de pôles d'excitation; une bobine d'excitation (5) pour magnétiser lesdits pôles d'excitation;

une diode (62) connectée en parallèle avec ladite bo-

bine d'excitation (5) pour. renvoyer un courant d'excitation; un induit ayant un noyau d'induit muni d'une bobine multiphase (3), ladite bobine multiphase (3) incluant une tension alternative en recevant un champ magnétique rotatif généré par ledit rotor;

une unité de commande de tension de sortie (6) comman-

dant un courant électrique circulant dans ladite bobine d'excitation (5) pour commander une tension de sortie dudit générateur à courant alternatif pour véhicule (1);

une résistance (73) connectée entre une borne de sor-

tie monophase de ladite bobine multiphase (3) et un poten-

tiel de pôle négatif de la batterie de véhicule; et

un moyen d'interrupteur (74) pour connecter et décon-

necter au moins une phase de la borne de sortie de la phase

restante de ladite bobine multiphase (3) à et depuis le po-

tentiel de pôle négatif de ladite batterie du véhicule, dans lequel

ladite unité de commande de tension de sortie (6) in-

clut un moyen pour détecter une tension générée aux bornes

de ladite résistance (73) et commande par intermittence le-

dit moyen d'interrupteur (74) en conformité avec la tension générée aux bornes de ladite résistance (73) et

ladite unité de commande de tension de sortie (6) ou-

vre ledit moyen d'interrupteur (73) lorsqu'un nombre de ro-

tations dudit rotor dépasse un nombre prédéterminé de rota-

tions.

2. Générateur à courant alternatif pour véhicule (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que

ladite unité de conmmande de tension de sortie (6) in-

clut, en outre, un moyen pour détecter une charge correspondant à une fréquence de la tension générée aux bornes de ladite résistance (73), et le nombre de rotations dudit rotor est détecté sur la base de la charge pour déterminer si le nombre de rotations dudit rotor dépasse le premier nombre de rotations

prédéterminé ou non.

3. Générateur à courant alternatif pour véhicule (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier nombre prédéterminé est plus petit que deux fois un nombre

de rotations au début de la génération du générateur à cou-

rant alternatif pour véhicule (1).

4. Générateur à courant alternatif pour véhicule (1)

selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite ré-

sistance (73) et ledit moyen d'interrupteur (74) sont mon-

tés dans l'unité de commande de tension de sortie (6).

5. Générateur à courant alternatif pour véhicule (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit moyen

d'interrupteur (74) est conducteur bi-directionnellement.

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6. Générateur à courant alternatif pour véhicule (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que une valeur ohmique à un état fermé dudit moyen d'interrupteur (74) est plus petite que celle de ladite résistance (73) connectée entre une borne de sortie d'une phase de ladite bobine mul-

tiphase (3) et le potentiel de pôle négatif de ladite bat-

terie de véhicule.

7. Générateur à courant alternatif pour véhicule selon la revendication 6, dans lequel ledit moyen d'interrupteur bi-directionnellement conducteur (74) est un transistor à

effet de champ MOS.

8. Générateur à courant alternatif pour véhicule (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que

ladite unité de commande de tension de sortie (6) in-

clut, en outre, un circuit de commande de tension de sortie (63) et un circuit d'alimentation électrique principal (64)

pour délivrer l'énergie électrique audit circuit de com-

mande de tension de sortie (63) et ledit circuit d'alimentation électrique principal (64) est activé en conformité avec la tension générée aux bornes

de ladite résistance (73).

9. Générateur à courant alternatif pour véhicule (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que lorsque la

tension générée aux bornes de ladite résistance (73) dé-

passe une première tension prédéterminée, ledit moyen

d'alimentation électrique principale (74) est activé pen-

dant seulement une première durée prédéterminée.

10. Générateur à courant alternatif pour véhicule (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que lorsque la

tension générée aux bornes de ladite résistance (73) dé-

passe la première tension prédéterminée, ledit moyen d'interrupteur (74) est seulement fermé pendant la première

durée prédéterminée.

11. Générateur à courant alternatif pour véhicule (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que lorsque ledit moyen d'interrupteur (74) est fermé et lorsqu'une charge correspondant à une fréquence de la tension générée aux bornes de ladite résistance (73) dépasse une charge correspondant au premier nombre de rotations prédéterminé, ledit circuit d'alimentation électrique principal (64) est activé seulement pendant une seconde durée prédéterminée.

12. Générateur à courant alternatif pour véhicule (1) selon la revendication 11, caractérisé en ce que la seconde durée prédéterminée est plus longue que la première durée prédéterminée.

13. Générateur à courant alternatif pour véhicule (1) selon la revendication 9, caractérisant en ce que

lorsque la tension générée aux bornes de ladite résis-

tance (73) dépasse la première tension prédéterminée, ledit moyen d'interrupteur (74) est fermé, et

lorsque la tension dépasse une seconde tension prédé-

terminée qui est plus grande que la première tension prédé-

terminée, ledit moyen d'interrupteur (74) est ouvert.