EP3224469A1 - Dispositif de commande d'alimentation électrique d'un solenoïde de démarreur - Google Patents

Dispositif de commande d'alimentation électrique d'un solenoïde de démarreur

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Publication number
EP3224469A1
EP3224469A1 EP15788166.5A EP15788166A EP3224469A1 EP 3224469 A1 EP3224469 A1 EP 3224469A1 EP 15788166 A EP15788166 A EP 15788166A EP 3224469 A1 EP3224469 A1 EP 3224469A1
Authority
EP
European Patent Office
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transistor
control
signal
electromechanical relay
power transistor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15788166.5A
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German (de)
English (en)
Inventor
Jean Marc DHAINAUT
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PSA Automobiles SA
Original Assignee
PSA Automobiles SA
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Filing date
Publication date
Application filed by PSA Automobiles SA filed Critical PSA Automobiles SA
Publication of EP3224469A1 publication Critical patent/EP3224469A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/087—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/10—Safety devices
    • F02N11/101—Safety devices for preventing engine starter actuation or engagement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02N11/10—Safety devices
    • F02N11/108—Safety devices for diagnosis of the starter or its components
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N15/00—Other power-operated starting apparatus; Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from groups F02N5/00 - F02N13/00
    • F02N15/02—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof
    • F02N15/04—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears
    • F02N15/06—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement
    • F02N15/067—Gearing between starting-engines and started engines; Engagement or disengagement thereof the gearing including disengaging toothed gears the toothed gears being moved by axial displacement the starter comprising an electro-magnetically actuated lever
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02—Details
    • H02H3/05—Details with means for increasing reliability, e.g. redundancy arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/087—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches
    • F02N2011/0874—Details of the switching means in starting circuits, e.g. relays or electronic switches characterised by said switch being an electronic switch

Definitions

  • the invention relates to an electronic solenoid power supply control device of a thermal engine starter, particularly for road vehicles comprising a starting system and automatic shutdown.
  • a starter aims, via an electric motor, setting autonomous function of a heat engine.
  • a starter comprises a solenoid, which is an electromagnetic relay, mainly providing two functions when electrically powered: the closing of a contactor allowing the electric power supply of the electric motor of the starter, and the meshing of the gears of the electric motor with those of the engine to drive the latter.
  • the power supply of the starter is controlled upstream by a power supply control device.
  • the solenoid starter solenoid power control device must both prohibit the risk of inadvertent activation and deactivation of starter commands, while at the same time having a long life and robustness for its components. e.
  • the document FR2812036 discloses an embodiment of a control device via two transistors connected in series on either side of the winding (solenoid) of a starter.
  • One of the transistors is a "low side” transistor, commonly referred to as “low side”
  • the other is a “high side” transistor replacing a starter contact device ( immobilizer).
  • An electronic start control controls these two transistors and then allows them respectively to authorize the control and to control the solenoid of the starter.
  • Such a device presents nevertheless, several disadvantages.
  • the use of a "high side” type transistor is expensive and requires the presence of a charge pump, in particular for n-channel MOSFET transistors.
  • control solutions by power transistors require the realization of a protection device in case of polarity reversal of their power supply, carried out as examples via diodes and / or specific power transistors, the latter must withstand currents of up to forty amperes.
  • These solutions are all the more expensive that they commonly need to be integrated on silicon in a dedicated housing, such as a BICD Starter Control Interface Box.
  • Another known solution consists in using an electromechanical relay controlling the eventual supply of the solenoid of the starter, the states of the relay being controlled by one or more computers.
  • an electromechanical relay has in fact an electrical endurance not exceeding a few hundred thousand cycles.
  • a first objective is to provide an electronic solenoid power supply control device of a starter to overcome all of the aforementioned drawbacks, in particular to meet the constraints of: reliability, service life, cost of realization and compatibility with different configurations of computers.
  • a second objective is to provide a motor vehicle comprising a solenoid electronic power supply control device of a starter, meeting the objective expressed above.
  • a power supply control device of a solenoid starter the device being electrically powered input by a voltage source, the device comprising a transistor of power connected in series with an electromechanical relay, the switching into a power-on state of the power transistor and the electromechanical relay providing at the output of the device a control signal, this signal controlling the power supply of the solenoid.
  • the switching states of the power transistor and the electromechanical relay are respectively driven from a first command and a second command generated by at least one electronic computer, the electronic computer being configured. to generate these commands so that the electromechanical relay always switches
  • the first command and the second command are transmitted as input
  • a first logic gate "AND” generating at its output a control request signal of the power transistor
  • an "OR" logic gate generating at its output a request signal for driving the electromechanical relay.
  • this device comprises a diagnostic and protection module configured to receive in its inputs a set of information relating to the operation of the device, this information comprising a readback information at a mid-point between the power transistor and the electromechanical relay;
  • the diagnostic and protection module being further configured to compare this information, and return according to the result of this comparison a diagnostic signal to the electronic computer, this signal describing the operating state of the device, the electronic computer being furthermore configured to generate the first command and the second command based on the diagnostic signal returned by the diagnostic and protection module.
  • the information relating to the operation of the device received by the diagnostic and protection module comprises at least one feedback information from the power transistor, this feedback information being
  • the diagnostic and protection module is furthermore configured to generate at its output a switching authorization signal of the power transistor and a switching authorization signal of the electromechanical relay, these signals being generated according to the result of the comparison of the information relating to the operation of the device.
  • this device comprises a second logic gate "AND" configured to
  • the switching enable signal of the power transistor o as a second input, the switching enable signal of the power transistor; generating, according to its first and second inputs, a control signal transmitted to the transistor, the control signal being able to switch the power transistor.
  • this device comprises a third logic gate "AND" configured to
  • generating according to its first and second inputs, a control signal transmitted to a transistor, the transistor being configured to generate from the control signal a relay control signal transmitted to the electromechanical relay, the relay control signal being suitable to switch the electromechanical relay.
  • an electrical protection element is connected in series with the power transistor and the electromechanical relay.
  • this device comprises
  • diode for protection against the reversals of the poles of the voltage source, this diode being connected in series in the forward direction of the power transistor, between the voltage source and the input terminal of the coil of the electromechanical relay, or between the output terminal of the coil of the electromechanical relay and a ground;
  • an overvoltage protection diode connected at the output of the power supply control device.
  • a motor vehicle comprising a starter, the starter being electrically connected to a power supply control device as summarized above.
  • the invention as further detailed with the aid of examples, relates in a synthetic manner to the use of a power transistor and an electromechanical relay with a diode at the level of the control of the coil of this one, the diagnosis, and the control logic of the relay and the transistor,
  • Fig. 1 illustrates a power supply control device for a starter solenoid according to a first embodiment
  • Fig. 2 illustrates a power supply control device for a starter solenoid according to a second embodiment
  • Fig. 3 illustrates a power supply control device for a starter solenoid according to a third embodiment.
  • Figures 1, 2 and 3 illustrate embodiments of a device 100 for controlling the power supply of a solenoid 200 of a starter 300 for starting an internal combustion engine (not shown). ).
  • the starter 300 and the power supply control device 100 equip a motor vehicle comprising an internal combustion engine, for example a private vehicle, a commercial vehicle, a truck, a construction machine, with or without a start and stop system "Stop & Start". More generally, the starter 300 and the power supply control device 100 equip any motor device, for example a generator or a motor pump.
  • a motor vehicle comprising an internal combustion engine, for example a private vehicle, a commercial vehicle, a truck, a construction machine, with or without a start and stop system "Stop & Start”. More generally, the starter 300 and the power supply control device 100 equip any motor device, for example a generator or a motor pump.
  • the solenoid 200 power supply control device 100 of the starter 300 is electrically powered input by a voltage source 1, for example the battery of a vehicle.
  • the voltage source 1 provides a potential difference between a positive terminal + connected to the power supply control device 100, and a negative terminal - connected to one or more masses 2, 3, 4, 5 (separated or in one and the same plan).
  • the electrical power control device 100 of the solenoid 200 of the starter 300 is, moreover, controlled by at least one an electronic calculator 6, for example the motor control of a motor vehicle.
  • control of the power supply control device 100 by one or more electronic computers 6 allows at its output, the possible sending of a control signal 7 to the solenoid 200 of the starter 300, allowing the commissioning of the latter.
  • control signal 7 at the output of the power supply control device 100 is an analog signal in voltage and / or current, a digital signal, or an "all or nothing" signal.
  • the starter 300 is electrically connected via its solenoid 200 to the output of the power supply control device 100 and to the voltage source 1.
  • the solenoid 200 of the starter 300 is formed of a holding coil 8, a call coil 9, and a contactor 10.
  • the electrical connection between the solenoid 200 and the control device 100 The power supply is commonly provided via an input terminal of the hold coil 8 and an input terminal of the call coil 9.
  • the starter 300 further comprises an electric motor M and an inductor 11. connected in series with the contactor 10.
  • the electric motor M is electrically connected to the inductor 11 via a first terminal 12, and to the ground 5 via a second terminal 13.
  • the holding coil 8 is, moreover, electrically connected via its output terminal between the ground 5 and the second terminal 13 of the electric motor M, while the call coil 9 is electrically connected via its output terminal between the contactor 10 and the inductor 11.
  • the switch 10 In the absence of electric current flow in the holding coil 8 and in the call coil 9, the switch 10 is by default in an open state and the electric motor M starter 300 is not powered electrically. In contrast, the circulation of an electric current in the holding coil 8 and in the call coil 9, generates a field and displaces a plunger (not shown).
  • the displacement of this plunger core then allows both the closing of the contactor 10, therefore the electrical power supply of the electric motor M of the starter 300, as well as meshing the gears of the electric motor M with those of the internal combustion engine, thereby driving the latter.
  • the control signal 7 at the output of the power supply control device 100 therefore, to control the operation of the starter 300, namely its deactivation or its use.
  • the solenoid power supply control device 100 comprises a power transistor 14, 15, 16 whose output is electrically connected in series with an input terminal of a contactor 17 1 of an electromechanical relay 17 (also commonly called electromagnetic relay).
  • the input of the transistor 14, 15, 16 may be connected in series with the output of the electromechanical relay 17.
  • the output terminal of the contactor 17 1 of the electromechanical relay 17 is here electrically connected in series with the holding coil 8 and the solenoid coil 9 of the solenoid 200.
  • the electromechanical relay 17 further comprises a coil 17_2.
  • such an electromechanical relay 17 in the absence of current, is by default in an "open” state, also designated by “blocked” during this document, that is to say a state that does not allow the flow of electric current. More specifically, the switch 17 1 is by default in an "open” state, and only the flow of a current in its coil 17_2 allows the closing thereof via the creation of a magnetic field. The electromechanical relay 17 is then in an on state, also referred to as "closed” during this document, that is to say a state allowing the flow of electric current.
  • the transistor 14, 15, 16 of power illustrated in Figures 1, 2, 3 is, for example, MOSFET type and includes an intrinsic diode D antiparallel to protect the transistor current reversals.
  • the power transistor 14 is a "smart" type MOSFET power transistor, commonly referred to as “smart power” transistor.
  • any other type of power transistor 14, 15, 16 can be considered for each of these figures, for example JFET or bipolar type transistors.
  • control signal 7 makes it possible to control the supply of the solenoid of the starter 300, and therefore the operation of the latter, when the transistor 14, 15, 16 of power and the electromechanical relay 17 are in a state " closed "(passing), that is to say each allowing the flow of electric current through the entire device 100 of power supply control.
  • the power supply control device 100 in the power supply control device 100:
  • the power transistor 14, 15, 16 is driven from a first control 18 from the electronic computer 6, and allows to control the power supply of the solenoid 200 of the starter 300;
  • the electromechanical relay 17 is driven from a second control 19 from the electronic computer 6 (or another computer), and makes it possible to guard against all situations of commands or untimely maintenance of the solenoid 200 power supply. of the starter 300. Such situations may, for example, occur in the event of a failure of the transistor 14, 15, 16 of power, of its control signal which would pass or remain in the "closed" state, or of inversion of the poles of the voltage source 1.
  • the electromechanical relay 17 thus performs a role of electrical securing in the control device 100.
  • the first command 18 and the second command 19, from the electronic computer 6 (or different computers) are sequentially generated by the computer (s) 6 electronic so that:
  • the electromechanical relay 17 switches to a on state before switching to a power-on state of the power transistor 14, 15, 16;
  • the electromechanical relay 17 switches to a locked state after switching to a locked state of the power transistor 14, 15, 16.
  • the first control 18 and the second control 19 are "all or nothing” type signals, signals in an "active" state to the positive terminal + of the voltage source 1 or the mass 2, 3, 4, 5, or analog signals that can be conveyed via serial links (eg SPI link) or multiplexed networks (eg LIN, CAN, VAN, FLEXRAY, or ETHERNET networks).
  • the electronic computer or 6 are capable of ensuring a good sequencing of the first control 18 and the second control 19, the realization of such a control logic is optional.
  • a correct sequencing of the first control 18 and the second control 19, makes it possible to operate the electromechanical relay 17 as a disconnector: the latter operates without the passage of electric current during the closing or opening of the contactor 10 of solenoid 200.
  • the electromechanical relay 17 switches "empty”, and sees neither the activation current peak for the control of the solenoid 200 of the starter 300 when closing the contactor 10, nor the arc Linked electric when opening the inductive circuit of the starter 300 when the contactor 10 is opened.
  • the mechanical endurance of an electromechanical relay being much greater than its electrical endurance (respectively about one million cycles against a few hundred thousand)
  • the use of the electromechanical relay 17 in disconnector mode limits its wear electrical, and thus make it compatible with a severe mission profile, for example a profile comprising successive start / restart cycles close together over time.
  • a simple opening of the electromechanical relay 17 allows the deactivation of the solenoid 200 power supply.
  • a protective diode D1 for example a small Zener diode, is electrically connected in the forward direction of the power transistor 14, 15, 16, between the voltage source 1 and the input terminal of the coil 17_2 of the electromechanical relay 17, or between the output terminal of the relay coil 17_2
  • the protective diode D1 is connected between the power transistor 14, 15, 16 (which is connected to the voltage source 1) and the input terminal of the coil 17_2 of the electromechanical relay 17.
  • the protective diode D1 is electrically connected between the output terminal of the coil 17_2 of the electromechanical relay 17 and a transistor controlling the power supply of the coil 17_2 of the electromechanical relay 17, which transistor control is also connected to ground 3. Such a transistor is described later.
  • the protective diode D1 thus prevents the control of the electromechanical relay 17, which thus remains in an open state, and prevents the flow of current through the intrinsic diode D of the transistor 14, 15, 16 of power.
  • a protection diode D2 against overvoltages may be added at the output of the power supply control device 100, here connected in parallel between the output of the electromechanical relay 17 and the ground 3.
  • Such a diode is , for example, electrically connected between the output terminal of the coil 17_2 of the electromechanical relay 17 and a ground 4.
  • the protective diode D2 is a freewheeling diode or a transil diode.
  • Such a diode makes it possible to ensure the recirculation of the inductive current coming from the solenoid 200 when the contactor 10 is opened and protects the power supply control device 100 against overvoltages. More precisely, the protection diode D2 provides protection for the transistor 14, 15, 16 of power in a nominal case and of the electromechanical relay 17 in the dysfunctional case where the relay ensures the opening of the electrical supply of the solenoid 200.
  • the control of the power transistor 14, 15, 16 ensures, via its opening (blocked state), the protection of the power supply control device 100, in particular in the event of a short circuit or overload current.
  • the realization of this electrical protection depends on the transistor 14, 15, 16 of power power used.
  • the power transistor 14 is a smart power transistor, that is to say, "smart power" in English.
  • the smart power transistor 14 includes a set of inputs / outputs symbolized by square connectors, and electronic components 24.
  • the electronic components 24 make it possible to supervise the operating state of the power transistor 14.
  • the electronic components 24 there are, by way of example, sensors (or measurement circuits) of currents, voltages, temperatures, as well as logic means for monitoring the operation of the transistor.
  • Such logic means in particular allow the detection of undervoltage, overvoltages, overcurrent (short circuit) or overheating for such a transistor.
  • Such logical means make it possible to provide in output of the smart power transistor said “smart power” a diagnostic signal relating to the operation of said transistor.
  • a diagnostic signal can be a simple status of the transistor (eg "OK status", “overvoltage detected"), an "all or nothing” status, or else a signal (digital or analog) reporting one or more information measured by the electronic components 24 in the transistor (eg current measurements).
  • the power transistor 14 supplies a diagnosis and protection logic module 25 with at least one status information 26 relating to its operating state, for example a signal comprising information relating to current, voltages, and / or operating temperatures of the power transistor 14.
  • the diagnostic and protection logic module 25 compares the status information 26 with preconfigured information, for example information relating to limit thresholds of currents, voltages and temperatures known to ensure or not a satisfactory operation in the transistor 14 of FIG. power, or more generally in the power supply control device 100.
  • this comparison then enables the diagnostic and protection logic module 25 to develop an authorization signal 27 for switching the power transistor 14.
  • the authorization signal 27 will make it possible to allow the switching of the power transistor 14 into an on state during a nominal operation, and otherwise keep it or switch it to a blocked state, for example during the detection of a situation of overheating, overvoltage or overcurrent.
  • the power transistor 15 is a MOSFET transistor. Unlike FIG. 1, an external electronics of sensors (or measurement circuits) is associated with the power transistor.
  • a temperature sensor ⁇ and a current sensor I are electrically connected to the power transistor 15, and return respectively to the diagnostic and protection logic module 25, temperature information 28 and an electrical current information 29 measured at the power transistor 15.
  • the diagnosis and protection logic module 25 then performs a comparison of this information with respect to predefined thresholds, here of currents and temperatures, and prepares the authorization signal 27, which will allow or not the switching of the power transistor 14 into an on state during a nominal operation and in a blocked state otherwise.
  • the power transistor 16 is also a MOSFET transistor.
  • the power transistor 16 does not provide feedback to the diagnostic and protection logic module 25.
  • the module Diagnostic and protection logic 25 still allows the generation of an authorization signal 27 for switching the power transistor 16.
  • an electrical protection element 30 connected in series with the power supply device 100 is added to the power supply control device 100. the power transistor 16 and the electromechanical relay 17.
  • the electrical protection element 30 is electrically connected between the voltage source 1 and the power transistor 16.
  • the electrical protection element 30 is, as an example, a fuse, a thermal circuit breaker, this element being changeable or resettable, automatically or manually.
  • the development of the authorization signal 27 also takes into account the following data supplied at the input of the protection diagnostic logic module 25:
  • the readback information 31 is, for example, information in voltage, current or an "all or nothing" state of the electromechanical relay 17. In FIGS. 1 to 3, this information is here acquired at the midpoint between the output of the power transistor 14, 15, 16 and the input of the electromechanical relay 17, and directly returned to the diagnostic and protection logic module 25.
  • the readback information 31 makes it possible to refine the identification of a malfunction that can occur in the power supply control device 100; a readback information 32 at the output of the power supply control device 100, here at the output of the electromechanical relay 17, to control its operation.
  • the readback information 32 is, for example, information in voltage, current or an all or nothing state of the electromagnetic relay 17. In FIGS. 1 to 3, this information is acquired between the electromechanical relay 17 and the protection diode D2, and directly returned to the diagnostic and protection logic module 25;
  • the information concerning these commands intersected with the readback information 31, 32 enables the diagnostic and protection logic module 25 to accurately identify the occurrence of a possible malfunction.
  • the diagnostic and protection module 25 generates the authorization signal 27 enabling the switching of the transistor 14, 15 of power in an on state, only when the set of conditions following are present:
  • the power transistor 14, 15 has currents, voltages, nominal operating temperatures
  • the electromechanical relay is in an on state, this information being communicated via at least one of the replay information 31, 32;
  • the first command 18 is well received by the diagnostic and protection logic module 25.
  • the diagnostic and protection module 25 generates an authorization signal 33 for switching the electromechanical relay 17.
  • the authorization signal 33 will allow the switching of the electromechanical relay 17 into an on state during a nominal operation, and otherwise keep it or switch it to a blocked state.
  • the diagnostic and protection logic module 25 takes into account all the inputs supplied to it and compares them with each other, as well as with pre-recorded configuration data, describing a nominal case. or malfunction of the power supply control device 100.
  • the diagnostic and protection logic module 25 prohibits the closing of the electromechanical relay 17 (or respectively switches it to an "open” state).
  • the diagnostic and protection logic module 25 develops, moreover, a diagnostic signal 34 relating to the operating state of the power supply control device 100 .
  • the diagnostic signal 34 is for example a signal describing the proper functioning of the entire device (status "OK") or a signal describing the detection of one or more failures in this device (eg at the level of transistor 14, 15, 16 power or electromechanical relay 17).
  • a signal is, for example, an "all or nothing” signal, produced by an "active" state at the positive terminal of the voltage source 1 or at ground 2, 3, 4, 5, an analog signal or else a coded signal that can be conveyed via a serial link or a multiplexed network.
  • the diagnostic signal 34 is generated as a function of all the inputs supplied to the diagnosis and protection module 25.
  • the diagnostic signal 34 is communicated to the electronic calculator (s), so the electronic computer (s) 6 dynamically adapts the first control 18 and the second control 19 to the operation of the power supply control device 100.
  • the diagnostic and protection module 25 is generated as a function of all the inputs supplied to the diagnosis and protection module 25.
  • the diagnostic signal 34 is communicated to the electronic calculator (s), so the electronic computer (s) 6 dynamically adapts the first control 18 and the second control 19 to the operation of the power supply control device 100.
  • the diagnostic and protection module 25 the diagnostic and protection module 25
  • the diagnostic and protection module 25 identifies, from the first control 18 or the second command 19, a malfunction at the power transistor 14, 15, 16 or the electromechanical relay 17 and returns this information via the signal diagnostics 34 to the electronic calculator (s) 6. This or these then send (s) the second command 19 so as to switch the electromechanical relay 17 in a blocked state, preventing prevent inadvertently start.
  • the diagnostic and protection logic module 25 is produced by a microcontroller comprising a preprogrammed set of software instructions, a comparator-type electronic assembly with one or more stages, or else via a set of logical "AND” and “OR” gates.
  • FIGS. 1 to 3 and according to various embodiments
  • the switching enable signal 27 of the power transistor 14, 15, 16 and the driving request signal 22 of the power transistor 14, 15 serve as input to an AND logic gate
  • the switching enable signal 33 of the electromechanical relay 17 and the driving request signal 23 of the electromechanical relay 17 serve as input to an "AND” logic gate 37.
  • the control signal 38 is then transmitted to a transistor 39.
  • the latter then generates a relay control signal 40 directly transmitted to the electromechanical relay 17, thus making it possible to control its switching state.
  • the transistor 39 is electrically connected to the coil 17_2 of the electromechanical relay 17 (and to a ground 3), the circulation of a current in this coil 17_2 allowing the relay to close.
  • Transistor 39 is exemplary, a transistor "high-side"("high-side") or "low side"("low-side”) made by a MOSFET transistor, bipolar or Darlington.
  • the driving demand signal 22 of the power transistor 14, 15 and the driving request signal 23 of the electromechanical relay 17 are respectively used as one of the inputs of the gate.
  • logic "AND" 35, 37 the device 100 of power supply control, comprises for performing the sequencing of the first control 18 and the second control 19, the implementation of the logic gate "AND” 20 and the “OR” logic gate 21.
  • the electronic calculator or computers 6 are able to guarantee a good sequencing of the first control 18 and the second control 19, the first control 18 and the second control 19 are respectively sent directly to the input of the "AND" logic gate 35, 37.
  • the "AND” and “OR” logic operations can be performed by discrete components such as diodes for the "OR” and transistors for the "AND”, or by software instructions in a microcontroller.
  • the electromechanical relay 17 may be soldered to the printed circuit of an electronic box, be a removable relay plugged into a relay fuse box, for example on a motor relay fuse box called "BFRM", or be plugged into a connector-holder relay directly integrated into the vehicle wiring harness.
  • the electromechanical relay 17 is of the monostable type.
  • the use of a bistable relay is possible via an adaptation of the control strategy of the power supply control device 100, in particular at the level of the diagnosis and protection module 25 and the electronic computer 6;
  • the power transistor 14, 15, 16, the electromechanical relay 17, and the electrical protection element 30 can be integrated in a single housing or be distributed in several housings. As examples:
  • electromechanical relay 17 and the electrical protection element 30 are integrated on a BFRM box, while the power transistor 14, 15, 16 is integrated on the starter 300;
  • the electromechanical relay 17 and the electrical protection element 30 are integrated on a BFRM box, whereas the power transistor 14, 15, 16 is integrated in a dedicated electronic box;
  • electromechanical relay 17 and the electrical protection element 30 are integrated on a BFRM box, while the power transistor 14, 15, 16 is integrated in an electronic computer 6, for example in the motor control;
  • electromechanical relay 17 and the power transistor 14, 15, 16 are integrated in a dedicated electronic box, while the electrical protection element 30 is integrated on a fuse box;
  • the electromechanical relay 17, the transistor 14, 15, 16, and optionally the electrical protection element 30, are integrated on a "smart connection box", commonly referred to as the “smart junction box”, for example on the BCM (acronym for Body Control Module).
  • a "smart connection box” commonly referred to as the "smart junction box”
  • BCM body Control Module
  • this element is preferably connected in the most upstream from the positive pole + of the voltage source 1, to protect all the electrical connections of the power supply control device 100;
  • the electrical protection element 30 and the power transistor 14, 15, 16 are preferably arranged upstream thereof, in order to protect the connection pins of the relay support 17 electromechanical against a possible short circuit.
  • the use of a relay operating in disconnector mode increases the durability of the device 100 of power supply, protecting in particular this one short circuits and battery inversions.
  • the power supply control device 100 has a life of about one million cycles.
  • the use of such a device is particularly suitable for the "Stop & Start" functions of motor vehicles.
  • the electrical power control device 100 may be implemented in a vehicle comprising a "free wheel” type function, such as "sailing” in its English terminology: this function consists in stopping the engine thermal vehicle during certain driving phases (eg descent, deceleration) and therefore requires a large number of restarts.
  • the implementation of the power supply control device 100 makes it possible to limit the maintenance by relay exchange during the vehicle's lifetime.
  • such a device allows the use of a "simple" protective diode D1, for example a small Zener diode, to guard against battery inversions.
  • a diode is less expensive compared to existing devices, the latter requiring power diodes specifically chosen to withstand high currents.
  • the power supply control device 100 offers numerous possibilities of physical implementation in a vehicle, in particular according to the choice of the order of the electronic components. in this device. For example, if we use a smart power transistor called “smart power” in English, and if we integrate the device in a “smart connection box”, also referred to in English as “smart junction box”, it is possible to avoid fuse, because this type of housing already includes a power supply to be able to drive actuators protected by a general fuse.
  • the invention increases the endurance of the system by performing the solenoid control by the power transistor having an endurance greater than 1 million cycles and to use the disconnector relay (vacuum switching), also enabling to reach an endurance greater than or equal to 1 million cycles ("mechanical" endurance of the relay ), whereas a conventional solution with two electromechanical relays can only hope for an endurance of 600,000 cycles by alternately working the relays as a disconnector and as a switch ("electrical" endurance of an electromechanical relay at best 300,000 cycles).
  • a power transistor and an electromechanical relay is associated with a control logic adapted to ensure that it is always the power transistor which ensures the control of the solenoid and that the electromechanical relay is always switched "Empty", irrespective of the orders issued the control computer or controllers (including with an alternating command adapted to a solution with two electromagnetic relays).

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Abstract

Dispositif (100) de commande d'alimentation électrique d'un solénoïde (200) de démarreur (300), le dispositif (100) étant alimenté électriquement en entrée par une source de tension (1), ce dispositif (100) comprenant un transistor (16) de puissance connecté en série avec un relais (17) électromécanique, la commutation en un état passant du transistor (16) de puissance et du relais (17) électromécanique fournissant en sortie du dispositif (100) un signal (7) de commande, ce signal (7) commandant l'alimentation électrique su solénoïde (200).

Description

DISPOSITIF DE COMMANDE D'ALIMENTATION ELECTRIQUE D'UN
SOLENOÏDE DE DEMARREUR
[0001] L'invention a trait à un dispositif de commande d'alimentation électronique du solénoïde d'un démarreur de moteur thermique, notamment pour les véhicules routiers comprenant un système de démarrage et d'arrêt automatique.
[0002] Un démarreur a pour but, via un moteur électrique, la mise en fonction autonome d'un moteur thermique. Pour ce faire, un démarreur comprend un solénoïde, qui est un relais électromagnétique, assurant principalement deux fonctions lorsqu'il est alimenté électriquement: la fermeture d'un contacteur permettant l'alimentation électrique du moteur électrique du démarreur, et l'engrènement des pignons du moteur électrique avec ceux du moteur thermique afin d'entraîner ce dernier. L'alimentation électrique du démarreur est pilotée en amont par un dispositif de commande d'alimentation électrique. Dans un contexte automobile, le dispositif de commande d'alimentation électrique du solénoïde de démarreur doit à la fois interdire les risques d'activations et de désactivations intempestifs de commandes de démarrage, tout en présentant une durée de vie et une robustesse élevées pour ses composants électroniques. La réalisation de ces dispositifs de commande est d'autant plus critique pour des véhicules équipés de système de démarrage et d'arrêt automatique dit « Stop & Start » en anglais, du fait du grand nombre de cycles de redémarrage induits par ces systèmes. Les composants électroniques de ces systèmes peuvent en effet au cours des démarrages/redémarrages successifs être soumis à des courants et des températures élevées, des inversions de tensions et de courants ou encore à des courts-circuits.
[0003] Ainsi, le document FR2812036 décrit une réalisation de dispositif de commande via deux transistors montés en série de part et d'autre de l'enroulement (solénoïde) d'un démarreur. Un des transistors est un transistor « côté bas », couramment désigné sous l'anglicisme « low-side », tandis que l'autre est un transistor « coté haut » (« high- side ») remplaçant un dispositif de contact de démarrage (antivol). Une commande de démarrage électronique pilote ces deux transistors et leur permet alors respectivement d'autoriser la commande et de commander le solénoïde du démarreur. Un tel dispositif présente néanmoins plusieurs inconvénients. L'utilisation d'un transistor de type « coté haut » est coûteuse et nécessite la présence d'une pompe à charge, notamment pour les transistors MOSFET à canal n. De plus, les solutions de commande par transistors de puissance nécessitent la réalisation d'un dispositif de protection en cas d'inversion de polarité de leur alimentation électrique, réalisé à titre d'exemples via des diodes et/ou des transistors de puissance spécifiques, ces derniers devant supporter des courants pouvant atteindre jusqu'à quarante ampères. Ces solutions sont d'autant plus coûteuses qu'elles nécessitent couramment d'être intégrées sur silicium dans un boîtier dédié, tel un Boîtier Interface de Commande du Démarreur dit « BICD ». Une autre solution connue consiste à utiliser un relais électromécanique commandant l'alimentation éventuelle du solénoïde du démarreur, les états du relais étant pilotés par un ou plusieurs calculateurs. L'utilisation de ce type de composant ne permet pas néanmoins de tenir compte du nombre de cycles de démarrage sur la durée de vie du véhicule : un relais électromécanique présente en effet une endurance électrique ne dépassant pas au mieux quelques centaines de milliers de cycles. Pour cette solution, on privilégie donc couramment l'utilisation d'un relais amovible pour permettre une maintenance préventive au- delà d'un nombre prédéterminé de cycles, nécessitant la réalisation d'un compteur d'activations. Un inconvénient majeur de cette solution réside, par ailleurs, en un risque de collage du contact du relais, empêchant toute désactivation du démarreur. Une autre solution consiste à utiliser deux relais mécaniques montés en série, et dont les états sont pilotés alternativement par un ou plusieurs calculateurs. Une telle solution permet de se prémunir du risque de collage d'un contact d'un des relais et permet par ailleurs de doubler la durée de vie des relais vis-à-vis de la solution précédente. Une telle solution nécessite néanmoins la réalisation d'un compteur d'activation de ces composants et une configuration spécifique des calculateurs pour fournir des commandes alternées, afin d'éviter tout risque de commande intempestive.
[0004] Un premier objectif est de proposer un dispositif de commande d'alimentation électronique du solénoïde d'un démarreur permettant de pallier l'ensemble des inconvénients précités, notamment visant à répondre aux contraintes de: fiabilité, durée de vie, coûts de réalisation et compatibilité avec différentes configurations de calculateurs.
[0005] Un deuxième objectif est de proposer un véhicule automobile comprenant un dispositif de commande d'alimentation électronique de solénoïde d'un démarreur, répondant à l'objectif exprimé ci-dessus.
[0006] A cet effet, il est proposé, selon un premier aspect, un dispositif de commande d'alimentation électrique d'un solénoïde de démarreur, le dispositif étant alimenté électriquement en entrée par une source de tension, ce dispositif comprenant un transistor de puissance connecté en série avec un relais électromécanique, la commutation en un état passant du transistor de puissance et du relais électromécanique fournissant en sortie du dispositif un signal de commande, ce signal commandant l'alimentation électrique du solénoïde.
[0007] Avantageusement, dans ce dispositif, les états de commutation du transistor de puissance et du relais électromécanique sont respectivement pilotés à partir d'une première commande et d'une deuxième commande générées par au moins un calculateur électronique, le calculateur électronique étant configuré pour générer ces commandes de sorte à ce que le relais électromécanique commute toujours
en un état passant avant la commutation en un état passant du transistor de puissance ;
en un état bloqué après la commutation en un état bloqué du transistor de puissance.
[0008] Avantageusement, dans ce dispositif la première commande et la deuxième commande sont transmises en entrée
d'une première porte logique « ET » générant en sa sortie un signal de demande de pilotage du transistor de puissance ;
- d'une porte logique « OU » générant en sa sortie un signal de demande de pilotage du relais électromécanique.
[0009] Avantageusement, ce dispositif comprend un module de diagnostic et de protection configuré pour recevoir en ses entrées un ensemble d'informations relatives au fonctionnement du dispositif, ces informations comprenant une information de relecture en un point milieu entre le transistor de puissance et le relais électromécanique ;
une information de relecture en sortie du dispositif ;
la première commande et la deuxième commande ;
le module de diagnostic et de protection étant en outre configuré pour comparer ces informations, et retourner en fonction du résultat de cette comparaison un signal de diagnostic au calculateur électronique, ce signal décrivant l'état de fonctionnement du dispositif, le calculateur électronique étant en outre configuré pour générer la première commande et la deuxième commande en fonction du signal de diagnostic retourné par le module de diagnostic et de protection.
[0010] Avantageusement, dans ce dispositif, les informations relatives au fonctionnement du dispositif reçues par le module de diagnostic et de protection comprennent au moins une information de retour issue du transistor de puissance, cette information de retour étant
une information de statut de fonctionnement du transistor de puissance mesurée et fournie par celui-ci, si ce transistor est un transistor de puissance intelligent ;
- sinon une information de température ou de courant électrique dans le transistor de puissance, mesurée de manière externe.
[0011] Avantageusement, dans ce dispositif, le module de diagnostic et de protection est en outre configuré pour générer en sa sortie un signal d'autorisation de commutation du transistor de puissance et un signal d'autorisation de commutation du relais électromécanique, ces signaux étant générés en fonction du résultat de la comparaison des informations relatives au fonctionnement du dispositif.
[0012] Avantageusement, ce dispositif comprend une deuxième porte logique « ET » configurée pour
- recevoir
o en tant que première entrée, le signal de demande de pilotage du transistor de puissance ou la première commande ;
o en tant que deuxième entrée, le signal d'autorisation de commutation du transistor de puissance ; générer en fonction de sa première et de sa deuxième entrée, un signal de commande transmis au transistor, le signal de commande étant apte à commuter le transistor de puissance.
[0013] Avantageusement, ce dispositif comprend une troisième porte logique « ET » configurée pour
recevoir
o en tant que première entrée, le signal de demande de pilotage du relais électromécanique ou la deuxième commande ;
o en tant que deuxième entrée, le signal d'autorisation du relais électromécanique ;
générer en fonction de sa première et de sa deuxième entrée, un signal de commande transmis à un transistor, le transistor étant configuré pour générer à partir du signal de commande un signal de commande relais transmis au relais électromécanique, le signal de commande relais étant apte à commuter le relais électromécanique.
[0014] Avantageusement, dans ce dispositif, en l'absence d'information de retour issue du transistor de puissance, un élément de protection électrique est monté en série avec le transistor de puissance et le relais électromécanique.
[0015] Avantageusement, ce dispositif comprend
une diode de protection contre les inversions des pôles de la source de tension, cette diode étant connectée en série dans le sens passant du transistor de puissance, entre la source de tension et la borne d'entrée de la bobine du relais électromécanique, ou entre la borne de sortie de la bobine du relais électromécanique et une masse ;
une diode de protection contre les surtensions, connectée en sortie du dispositif de commande d'alimentation électrique.
[0016] Il est proposé, selon un deuxième aspect, un véhicule automobile comprenant un démarreur, le démarreur étant connecté électriquement à un dispositif de commande d'alimentation électrique tel que résumé ci-dessus.
[0017] L'invention, comme détaillée plus loin à l'aide d'exemples concerne don, de façon synthétique, l'utilisation d'un transistor de puissance et d'un relais électromécanique avec une diode au niveau de la commande de la bobine de celui-ci, le diagnostic, et la logique de pilotage du relais et du transistor,
[0018] D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description de modes de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 illustre un dispositif de commande d'alimentation électrique pour un solénoïde de démarreur selon un premier mode de réalisation ;
la figure 2 illustre un dispositif de commande d'alimentation électrique pour un solénoïde de démarreur selon un deuxième mode de réalisation ;
la figure 3 illustre un dispositif de commande d'alimentation électrique pour un solénoïde de démarreur selon un troisième mode de réalisation.
[0019] Les figures 1 , 2 et 3 illustrent des modes de réalisation d'un dispositif 100 de commande d'alimentation électrique d'un solénoïde 200 d'un démarreur 300 permettant le démarrage d'un moteur à combustion interne (non-représenté).
[0020] Avantageusement, le démarreur 300 et le dispositif 100 de commande d'alimentation électrique équipent un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne, par exemples un véhicule particulier, un véhicule utilitaire, un camion, un engin de chantier, munis ou non d'un système de démarrage et d'arrêt automatique « Stop & Start ». Plus généralement, le démarreur 300 et le dispositif 100 de commande d'alimentation électrique équipent tout dispositif à moteur, par exemples un groupe électrogène ou une motopompe.
[0021] Sur les figures 1, 2, 3 le dispositif 100 de commande d'alimentation électrique du solénoïde 200 du démarreur 300 est alimenté électriquement en entrée par une source de tension 1, par exemple la batterie d'un véhicule. La source de tension 1 fournit une différence de potentiel entre une borne positive + connectée au dispositif 100 de commande d'alimentation électrique, et une borne négative - connectée à une ou plusieurs masses 2, 3, 4, 5 (séparées ou dans un même plan).
[0022] Le dispositif 100 de commande d'alimentation électrique du solénoïde 200 du démarreur 300 est, par ailleurs piloté, par au moins un calculateur 6 électronique, par exemple le contrôle moteur d'un véhicule automobile.
[0023] Avantageusement, le pilotage du dispositif 100 de commande d'alimentation électrique par un ou plusieurs calculateurs 6 électroniques permet en sa sortie, l'envoi éventuel d'un signal 7 de commande à destination du solénoïde 200 du démarreur 300, permettant la mise en fonctionnement de ce dernier. A titre d'exemple, le signal 7 de commande en sortie du dispositif 100 de commande d'alimentation électrique est un signal analogique en tension et/ou courant, un signal numérique, ou encore un signal « tout ou rien ».
[0024] Ainsi, le démarreur 300 est raccordé électriquement via son solénoïde 200 à la sortie du dispositif 100 de commande d'alimentation électrique et à la source de tension 1.
[0025] Sur les figures 1, 2 et 3, le démarreur 300 est représenté de manière simplifiée, afin d'en rappeler son fonctionnement.
[0026] Le solénoïde 200 du démarreur 300 est formé d'une bobine de maintien 8, d'une bobine d'appel 9, et d'un contacteur 10. La connexion électrique entre le solénoïde 200 et le dispositif 100 de commande d'alimentation électrique est réalisée de manière commune via une borne d'entrée de la bobine de maintien 8 et une borne d'entrée de la bobine d'appel 9. Le démarreur 300 comprend, en outre, un moteur M électrique, et un inducteur 11 monté en série avec le contacteur 10. Le moteur M électrique est connecté électriquement à l'inducteur 11 via une première borne 12, et à la masse 5 via une deuxième borne 13. La bobine de maintien 8 est, par ailleurs connectée électriquement via sa borne de sortie entre la masse 5 et la deuxième borne 13 du moteur M électrique, tandis que la bobine d'appel 9 est connectée électriquement via sa borne de sortie entre le contacteur 10 et l'inducteur 11.
[0027] En l'absence de circulation de courant électrique dans la bobine de maintien 8 et dans la bobine d'appel 9, le contacteur 10 est par défaut dans un état ouvert et le moteur M électrique du démarreur 300 n'est pas alimenté électriquement. Par opposition, la circulation d'un courant électrique dans la bobine de maintien 8 et dans la bobine d'appel 9, engendre un champ et déplace un noyau plongeur (non- représenté). Avantageusement, le déplacement de ce noyau plongeur permet alors à la fois la fermeture du contacteur 10, donc l'alimentation électrique du moteur M électrique du démarreur 300, ainsi que l'engrènement des pignons du moteur électrique M avec ceux du moteur à combustion interne, entraînant ainsi ce dernier.
[0028] Le signal 7 de commande, en sortie du dispositif 100 de commande d'alimentation électrique, permet donc, de commander le fonctionnement du démarreur 300, à savoir sa désactivation ou son utilisation.
[0029] Sur chacune des figures 1 , 2 et 3 le dispositif 100 de commande d'alimentation électrique du solénoïde 200 comprend un transistor 14, 15, 16 de puissance dont la sortie est connectée électriquement en série avec une borne d'entrée d'un contacteur 17 1 d'un relais 17 électromécanique (dit aussi couramment relais électromagnétique). Cependant, dans un autre mode de réalisation, l'entrée du transistor 14, 15, 16 peut être connectée de manière série avec la sortie du relais 17 électromécanique. La borne de sortie du contacteur 17 1 du relais 17 électromécanique est ici connectée électriquement en série avec la bobine de maintien 8 et la bobine d'appel 9 du solénoïde 200. Le relais 17 électromécanique comprend, en outre, une bobine 17_2. Pour rappel, un tel relais 17 électromécanique, en l'absence de courant, est par défaut en un état « ouvert », désigné aussi par « bloqué » au cours de ce document, c'est-à-dire un état ne permettant pas la circulation du courant électrique. Plus précisément, le contacteur 17 1 est par défaut en un état « ouvert », et seule la circulation d'un courant dans sa bobine 17_2 permet la fermeture de celui-ci via la création d'un champ magnétique. Le relais 17 électromécanique est alors dans un état passant, désigné aussi par « fermé » au cours de ce document, c'est-à-dire un état permettant la circulation du courant électrique.
[0030] Le transistor 14, 15, 16 de puissance illustré sur les figures 1, 2, 3 est, à titre d'exemple, de type MOSFET et comporte une diode intrinsèque D en antiparallèle permettant de protéger le transistor des inversions de courant. Notamment, sur la figure 1, le transistor 14 de puissance est un transistor de puissance MOSFET de type « intelligent », couramment désigné sous la dénomination transistor « smart power ». Cependant, tout autre type de transistor 14, 15, 16 de puissance peut être considéré pour chacune de ces figures, par exemples des transistors de type JFET ou bipolaire. [0031] Avantageusement, le signal de commande 7 permet de commander l'alimentation du solénoïde du démarreur 300, et donc le fonctionnement de ce dernier, lorsque le transistor 14, 15, 16 de puissance et le relais 17 électromécanique sont dans un état « fermé » (passant), c'est-à-dire permettant chacun la circulation du courant électrique au travers l'ensemble du dispositif 100 de commande d'alimentation électrique. Avantageusement, dans le dispositif 100 de commande d'alimentation électrique :
le transistor 14, 15, 16 de puissance est piloté partir d'une première commande 18 issue du calculateur 6 électronique, et permet de commander l'alimentation électrique du solénoïde 200 du démarreur 300 ;
le relais 17 électromécanique est piloté à partir d'une deuxième commande 19 issue du calculateur 6 électronique (ou d'un autre calculateur), et permet de se prémunir de toutes situations de commandes ou de maintiens intempestifs de l'alimentation électrique du solénoïde 200 du démarreur 300. De telles situations peuvent, par exemples, survenir en cas de défaillance du transistor 14, 15, 16 de puissance, de son signal de commande qui passerait ou resterait à l'état « fermé », ou encore d'inversion des pôles de la source de tension 1. Le relais 17 électromécanique assure donc un rôle de sécurisation électrique dans le dispositif 100 de commande.
[0032] Pour ce faire, la première commande 18 et la deuxième commande 19, issues du calculateur 6 électronique (ou de calculateurs différents) sont générées de manière séquencée par le(s) calculateur(s) 6 électronique de sorte à ce que :
pour permettre l'alimentation électrique du solénoïde 200, le relais 17 électromécanique commute en un état passant avant la commutation en un état passant du transistor 14, 15, 16 de puissance ;
pour désactiver l'alimentation électrique du solénoïde 200, le relais 17 électromécanique commute en un état bloqué après la commutation en un état bloqué du transistor 14, 15, 16 de puissance. [0033] Selon divers modes de réalisation, la première commande 18 et la deuxième commande 19 sont des signaux de type « tout ou rien », des signaux en un état « actif » à la borne positive + de la source de tension 1 ou à la masse 2, 3, 4, 5, ou encore des signaux analogiques pouvant être véhiculés via des liaisons séries (ex : liaison SPI) ou des réseaux multiplexés (ex : réseaux LIN, CAN, VAN, FLEXRAY, ou ETHERNET).
[0034] Dans un mode de réalisation, afin d'assurer un séquencement correct de la première commande 18 et de la deuxième commande 19, il est possible d'utiliser ces commandes comme entrées respective d'une porte logique « ET » 20 et d'une porte logique « OU » 21, aptes respectivement à appliquer sur leurs entrées une opération logique « ET », « OU », et fournir en leurs sortie le résultat de cette opération. On obtient alors en sortie de la porte logique « ET » 20 un signal de demande de pilotage 22 du transistor 14, 15, 16 de puissance, et en sortie de la porte logique « OU » un signal de demande de pilotage 23 du relais 17 électromécanique. Avantageusement, cette logique de commande est compatible avec tout dispositif de commandes alternées issues d'un (ou plusieurs) calculateur électronique, et prévues pour fonctionner avec un dispositif de composants commandés électriquement de manière alternée. Ainsi, quel que soit l'ordre temporel de la première commande 18 et de la deuxième commande 19, le relais 17 électromécanique est toujours activé avant le transistor 14, 15, 16 de puissance et toujours désactivé après celui-ci.
[0035] Dans un autre mode de réalisation, lorsque le ou les calculateurs 6 électroniques sont aptes à garantir un bon séquencement de la première commande 18 et la deuxième commande 19, la réalisation d'une telle logique de commande est optionnelle.
[0036] Avantageusement, un séquencement correct de la première commande 18 et de la deuxième commande 19, permet de faire fonctionner le relais 17 électromécanique comme un sectionneur : ce dernier fonctionne sans passage de courant électrique lors de la fermeture ou de l'ouverture du contacteur 10 du solénoïde 200. Ainsi, le relais 17 électromécanique commute « à vide », et ne voit passer ni le pic de courant d'activation pour la commande du solénoïde 200 du démarreur 300 lors la fermeture du contacteur 10, ni l'arc électrique lié à l'ouverture circuit inductif du démarreur 300 lors de l'ouverture du contacteur 10.
[0037] Avantageusement, l'endurance mécanique d'un relais électromécanique étant largement supérieure à son endurance électrique (respectivement environ un million de cycles contre quelques centaines de milliers), l'utilisation du relais 17 électromécanique en mode sectionneur permet de limiter son usure électrique, et de le rendre ainsi compatible avec un profil de mission sévère, par exemple un profil comprenant des cycles de démarrages/redémarrages successifs rapprochés dans le temps.
[0038] Avantageusement, grâce à une telle configuration, en cas de défaillance du transistor 14, 15, 16 de puissance, par exemple si celui- ci demeure de manière intempestive en un état passant, une simple ouverture du relais 17 électromécanique permet la désactivation de l'alimentation électrique du solénoïde 200.
[0039] En outre, afin de se prémunir d'une activation intempestive de l'alimentation électrique du solénoïde 200 lors d'une inversion des pôles de la source de tension 1, une diode de protection D1, par exemple une petite diode Zener, est connectée électriquement dans le sens passant du transistor 14, 15, 16 de puissance, entre la source de tension 1 et la borne d'entrée de la bobine 17_2 du relais 17 électromécanique, ou entre la borne de sortie de la bobine 17_2 du relais 17 électromécanique et une masse 3. A titre d'exemple, sur les figures 1 à 3, la diode de protection D1 est connectée entre le transistor 14, 15, 16 de puissance (qui est connecté à la source de tension 1) et la borne d'entrée de la bobine 17_2 du relais 17 électromécanique. Dans un autre exemple non-illustré, la diode de protection D1 est connectée électriquement entre la borne de sortie de la bobine 17_2 du relais 17 électromécanique et un transistor commandant l'alimentation en courant de la bobine 17_2 du relais 17 électromécanique, ce transistor de commande étant par ailleurs connecté à la masse 3. Un tel transistor, est décrit ultérieurement. En cas d'inversion de courant, la diode de protection D1 empêche donc la commande du relais 17 électromécanique, qui reste ainsi en un état ouvert, et empêche la circulation du courant au travers la diode intrinsèque D du transistor 14, 15, 16 de puissance. [0040] Par ailleurs, une diode de protection D2 contre les surtensions, peut être ajoutée en sortie du dispositif 100 de commande d'alimentation électrique, ici connectée en parallèle entre la sortie du relais 17 électromécanique et la masse 3. Une telle diode est, à titre d'exemple, connectée électriquement entre la borne de sortie de la bobine 17_2 du relais 17 électromécanique et une masse 4. Avantageusement, la diode de protection D2 est une diode de roue libre ou une diode transil. Une telle diode permet d'assurer la recirculation du courant inductif issu du solénoïde 200 lors de l'ouverture du contacteur 10 et protège le dispositif 100 de commande d'alimentation électrique des surtensions. Plus précisément, la diode de protection D2 assure la protection du transistor 14, 15, 16 de puissance dans un cas nominal et du relais 17 électromécanique dans le cas dysfonctionnel où le relais assurerait l'ouverture de l'alimentation électrique du solénoïde 200.
[0041] Selon divers modes de réalisation, la commande du transistor 14, 15, 16 de puissance assure, via son ouverture (état bloqué), la protection du dispositif 100 de commande d'alimentation électrique, notamment en cas de court-circuit ou de surcharge en courant. La réalisation de cette protection électrique, dépend du transistor 14, 15, 16 de puissance de puissance utilisé.
[0042] Sur la figure 1, le transistor 14 de puissance est un transistor de puissance intelligent, c'est-à-dire « smart power » en anglais. Sur cette figure, le transistor 14 de puissance intelligent dit « smart power » comprend un ensemble d'entrées/sorties symbolisées par des connecteurs carrés, et des composants électronique 24. On observe par exemple pour le transistor 14 de puissance, à titre illustratif, la connexion d'un composant électronique 24 à un connecteur, lui-même connecté à une masse GND. Avantageusement, les composants électroniques 24 permettent de superviser l'état de fonctionnement du transistor 14 de puissance. Parmi les composants électroniques 24 on trouve, à titres d'exemples, des capteurs (ou des circuits de mesures) de courants, de tensions, de températures, ainsi que des moyens logiques de surveillance du fonctionnement du transistor. Ces moyens logiques permettent notamment la détection de sous-tensions, de surtensions, de surintensité (court-circuit) ou de surchauffe pour un tel transistor. Ainsi, de tels moyens logiques permettent de fournir en sortie du transistor de puissance intelligent dit « smart power » un signal de diagnostic concernant le fonctionnement dudit transistor. En fonction du type de transistor de puissance intelligent dit « smart power » utilisé, un tel signal de diagnostic peut être un simple statut du transistor (ex : « statut OK », « surtension détectée »), un statut « tout ou rien », ou encore un signal (numérique ou analogique) rapportant une ou plusieurs informations mesurées par les composants électroniques 24 dans le transistor (ex : mesures de courant).
[0043] Ainsi, sur la figure 1, le transistor 14 de puissance fournit à un module logique de diagnostic et de protection 25, au moins une information de statut 26 relative à son état de fonctionnement, par exemple un signal comprenant des informations relatives aux courants, tensions, et/ou températures de fonctionnement du transistor 14 de puissance. Le module logique de diagnostic et de protection 25 compare alors l'information de statut 26 avec des informations préconfigurées, par exemple des informations relatives à des seuils limites de courants, tensions et températures connues pour assurer ou non un bon fonctionnement dans le transistor 14 de puissance, ou plus généralement dans le dispositif 100 de commande d'alimentation électrique. Avantageusement, cette comparaison, permet alors au module logique de diagnostic et de protection 25 d'élaborer un signal d'autorisation 27 de commutation du transistor 14 de puissance. Le signal d'autorisation 27 va permettre d'autoriser la commutation du transistor 14 de puissance en un état passant lors d'un fonctionnement nominal, et sinon, le maintenir ou le commuter dans un état bloqué, par exemple lors de la détection d'une situation de surchauffe, de surtension ou de surintensité.
[0044] Sur la figure 2 le transistor 15 de puissance est un transistor MOSFET. A la différence de la figure 1, une électronique externe de capteurs (ou de circuits de mesures) est associée au transistor 15 de puissance. A titre d'exemple, sur la figure 2, un capteur de température Θ et un capteur de courant I sont connectés électriquement au transistor 15 de puissance, et retournent respectivement au module logique de diagnostic et de protection 25, une information de température 28 et une information de courant électrique 29 mesurée au niveau du transistor 15 de puissance. Tout comme précédemment, le module logique de diagnostic et de protection 25 effectue alors une comparaison de ces informations par rapport à des seuils prédéfinis, ici de courants et de températures, et élabore le signal d'autorisation 27, qui va permettre ou non la commutation du transistor 14 de puissance en un état passant lors d'un fonctionnement nominal et dans un état bloqué sinon.
[0045] Sur la figure 3, le transistor 16 de puissance est aussi un transistor MOSFET. Dans ce mode de réalisation, le transistor 16 de puissance ne fournit pas de retour d'information au module logique de diagnostic et de protection 25. Cependant, malgré l'absence de retour d'information, et comme exposé par la suite, le module logique de diagnostic et de protection 25 permet toujours la génération un signal d'autorisation 27 de commutation du transistor 16 de puissance. En outre, dans le cas où la protection en court-circuit ou en surcharge n'est pas assurée par le transistor 16 de puissance, on ajoute dans le dispositif 100 de commande d'alimentation électrique un élément de protection électrique 30 monté en série avec le transistor 16 de puissance et le relais 17 électromécanique. A titre d'exemple, sur la figure 3, l'élément de protection électrique 30 est connecté électriquement entre la source de tension 1 et le transistor 16 de puissance. L'élément de protection électrique 30 est, à titre d'exemples un fusible, un disjoncteur thermique, cet élément pouvant être changeable ou réarmable, automatiquement ou manuellement.
[0046] Sur les figures 1 à 3, l'élaboration du signal d'autorisation 27, prend par ailleurs en compte les données suivantes fournies en entrée du module logique de diagnostic de protection 25 :
une information de relecture 31 en un point milieu entre le transistor 14, 15, 16 de puissance et le relais 17 électromécanique afin de contrôler son fonctionnement. L'information de relecture 31 est, par exemple, une information en tension, en courant ou encore un état « tout ou rien » du relais 17 électromécanique. Sur les figures 1 à 3, cette information est ici acquise au point milieu entre la sortie du transistor 14, 15, 16 de puissance et l'entrée du relais 17 électromécanique, et directement retournée au module logique de diagnostic et de protection 25. Avantageusement, l'information de relecture 31 permet d'affiner l'identification d'un dysfonctionnement pouvant survenir dans le dispositif 100 de commande d'alimentation électrique ; une information de relecture 32 en sortie du dispositif 100 de commande d'alimentation électrique, ici en sortie du relais 17 électromécanique, afin de contrôler son fonctionnement. L'information de relecture 32 est, par exemple, une information en tension, en courant ou encore un état tout ou rien du relais 17 électromagnétique. Sur les figures 1 à 3, cette information est acquise entre le relais 17 électromécanique et la diode de protection D2, et directement retournée au module logique de diagnostic et de protection 25 ;
- la première commande 18 et la deuxième commande 19 issues du ou des calculateurs 6 électroniques. Avantageusement, les informations concernant ces commandes recoupées avec les informations de relecture 31, 32 permet au module logique de diagnostic et de protection 25 d'identifier de manière précise l'occurrence d'un éventuel dysfonctionnement.
A titre d'exemple, pour les figures 1 et 2, le module de diagnostic et de protection 25, génère le signal d'autorisation 27 permettant la commutation du transistor 14, 15 de puissance en un état passant, seulement lorsque l'ensemble conditions suivantes sont réunies :
- le transistor 14, 15, de puissance présente des courants, tensions, températures de fonctionnement nominal ;
le 17 relais électromécanique est dans un état passant, cette information étant communiquée via au moins l'une des informations de relecture 31 , 32 ;
- la première commande 18 est bien reçue par le module logique de diagnostic et de protection 25.
[0047] Par ailleurs, sur les figures 1 à 3, le module de diagnostic et de protection 25 génère un signal d'autorisation 33 de commutation du relais 17 électromécanique. Avantageusement, le signal d'autorisation 33 va permettre d'autoriser la commutation du relais 17 électromécanique en un état passant lors d'un fonctionnement nominal, et sinon, le maintenir ou le commuter dans un état bloqué. Pour ce faire, tout comme précédemment, le module logique de diagnostic et de protection 25 prend en compte l'ensemble des entrées qui lui sont fournies et les compare entres elles, ainsi qu'avec à des données de configuration préenregistrées, décrivant un cas nominal ou de dysfonctionnement du dispositif 100 de commande d'alimentation électrique. A titre d'exemple, si le relais 17 électromécanique est dans un état « ouvert » (ou respectivement « fermé ») et que simultanément le transistor 14, 15, 16 de puissance est dans un état « fermé » qui ne peut être désactivé, le module logique de diagnostic et de protection 25 interdit la fermeture du relais 17 électromécanique (ou respectivement le commute en un état « ouvert »).
[0048] En référence à l'ensemble des figures 1 à 3, le module logique de diagnostic et de protection 25 élabore, par ailleurs, un signal de diagnostic 34 relatif à l'état de fonctionnement du dispositif 100 de commande d'alimentation électrique.
[0049] Le signal de diagnostic 34 est par exemple un signal décrivant le bon fonctionnement de l'ensemble du dispositif (statut « OK ») ou un signal décrivant la détection d'une ou plusieurs défaillance dans ce dispositif (ex : au niveau du transistor 14, 15, 16 de puissance ou du relais 17 électromécanique). Un tel signal est, par exemple, un signal « tout ou rien », réalisé par un état « actif » à la borne positive de la source de tension 1 ou à la masse 2, 3, 4, 5, un signal analogique ou encore un signal codé pouvant être véhiculé via une liaison série ou un réseau multiplexé.
[0050] Avantageusement, le signal de diagnostic 34 est généré en fonction de l'ensemble des entrées fournies au module de diagnostic et de protection 25. Le signal de diagnostic 34 est communiqué au(x) calculateur(s) 6 électronique, de sorte à ce que le(s) calculateur(s) 6 électronique adapte(nt) dynamiquement la première commande 18 et la deuxième commande 19 au fonctionnement du dispositif 100 de commande d'alimentation électrique. A titre d'exemple, le module de diagnostic et de protection 25
ne détecte aucune anomalie dans le dispositif 100 de commande d'alimentation électrique et retourne via le signal de diagnostic 34 un statut « OK » au(x) calculateur(s) 6 électronique(s). Ce ou ces derniers continuent alors d'envoyer de manière séquencée la première commande 18 et la deuxième commande 19 ;
détecte que le transistor 14, 15, 16 de puissance reste dans un état passant indépendamment de l'envoi de la première commande
18 et retourne cette information via le signal de diagnostic 34 au(x) calculateur(s) 6 électronique(s). Ce ou ces derniers envoie(nt) alors la deuxième commande 19 de sorte à commuter le relais 17 électromécanique en un état bloqué, empêchant ainsi tout démarrage intempestif ;
détecte que le transistor 14, 15, 16 de puissance est dans un état passant tandis qu'une des informations de relecture 31, 32 du relais 17 électromécanique indique un état bloqué de ce dernier. Le module de diagnostic et de protection 25 identifie alors à partir de la première commande 18 ou de la deuxième commande un 19, un dysfonctionnement au niveau du transistor 14, 15, 16 de puissance ou du relais 17 électromécanique et retourne cette information via le signal de diagnostic 34 au(x) calculateur(s) 6 électronique(s). Ce ou ces derniers envoie(nt) alors la deuxième commande 19 de sorte à commuter le relais 17 électromécanique en un état bloqué, empêchant préventivement tout démarrage intempestif.
[0051] Selon divers modes de réalisation, le module logique de diagnostic et de protection 25 est réalisé par un microcontrôleur comprenant un jeu d'instructions logicielles préprogrammées, un montage électronique de type comparateur à un ou plusieurs étages, ou encore via un ensemble de portes logiques « ET » et « OU ».
[0052] Par ailleurs, sur les figures 1 à 3 et selon divers modes de réalisation
le signal d'autorisation 27 de commutation du transistor 14, 15, 16 de puissance et le signal de demande de pilotage 22 du transistor 14, 15 de puissance, servent d'entrée à une porte logique « ET »
35. Celle-ci applique une opération logique « ET » à ses entrées, et génère ainsi en sortie, un signal de commande 36 du transistor 14, 15, 16 de puissance. Le signal de commande 36 est alors directement transmis au transistor 14, 15, 16 de puissance, permettant ainsi de commander l'état de commutation de ce transistor ;
le signal d'autorisation 33 de commutation du relais 17 électromécanique et le signal de demande de pilotage 23 du relais 17 électromécanique, servent d'entrée à une porte logique « ET » 37. Celle-ci applique une opération logique « ET » à ses entrées, et génère ainsi en sortie, un signal de commande 38 pour le relais 17 électromécanique de puissance de sorte à commander l'état de commutation de ce transistor. Le signal de commande 38 est alors transmis à un transistor 39. Ce dernier génère alors un signal de commande relais 40 directement transmis au relais 17 électromécanique, permettant ainsi de commander son état de commutation. Plus précisément, le transistor 39 est connecté électriquement à la bobine 17_2 du relais 17 électromécanique (et à une masse 3), la circulation d'un courant dans cette bobine 17_2 permettant la fermeture du relais. Le transistor 39 est à titres d'exemple, un transistor « coté haut » (« high-side ») ou « côté bas » (« low-side ») réalisé par un transistor MOSFET, bipolaire ou encore Darlington.
[0053] Dans les modes de réalisations décrits ci-dessus, le signal de demande de pilotage 22 du transistor 14, 15 de puissance et le signal de demande de pilotage 23 du relais 17 électromécanique, sont respectivement utilisés comme un des entrées de la porte logique « ET » 35, 37. En effet, on suppose ici que le dispositif de 100 de commande d'alimentation électrique, comprend pour réaliser le séquencement de la première commande 18 et de la deuxième commande 19, l'implémentation de la porte logique « ET » 20 et la porte logique « OU » 21. Cependant, dans d'autres modes de réalisation, lorsque le ou les calculateurs 6 électroniques sont aptes à garantir un bon séquencement de la première commande 18 et la deuxième commande 19, la première commande 18 et la deuxième commande 19 sont respectivement directement envoyées en entrée de la porte logique « ET » 35, 37.
[0054] Selon divers modes de réalisation, en remplacement des portes logiques « ET » 20, 35, 37 et de la porte logique « OU » 21, les opérations logiques « ET » et « OU » peuvent être réalisées par des composants discrets tels des diodes pour le « OU » et des transistors pour le « ET », ou encore par des instructions logicielles dans un microcontrôleur.
[0055] Selon divers modes de réalisation, l'ensemble des composants électroniques constitutifs du dispositif 100 de commande d'alimentation électrique, sont connectés électriquement et ordonnés en fonction de différentes configurations physiques. Ainsi le relais 17 électromécanique peut être soudé sur le circuit imprimé d'un boîtier électronique, être un relais amovible enfiché sur un boîtier fusible relais, par exemple sur un Boîtier Fusibles Relais Moteur dit « BFRM », ou encore être enfiché sur un connecteur porte-relais directement intégré au faisceau électrique du véhicule. Avantageusement, le relais 17 électromécanique est de type monostable. Cependant, l'utilisation d'un relais bistable est possible via une adaptation de la stratégie de commande du dispositif 100 de commande d'alimentation électrique, notamment au niveau du module de diagnostic et de protection 25 et du calculateur 6 électronique ;
le transistor 14, 15, 16 de puissance, le relais 17 électromécanique, et l'élément de protection électrique 30 peuvent être intégrés dans un seul boîtier ou être répartis dans plusieurs boîtiers. A titre d'exemples:
o le relais 17 électromécanique et l'élément de protection électrique 30 sont intégrés sur un boîtier BFRM, tandis que le transistor 14, 15, 16 de puissance est intégré sur le démarreur 300 ;
o le relais 17 électromécanique et l'élément de protection électrique 30 sont intégrés sur un boîtier BFRM, tandis que le transistor 14, 15, 16 de puissance est intégré dans un boîtier électronique dédié ;
o le relais 17 électromécanique et l'élément de protection électrique 30 sont intégrés sur un boîtier BFRM, tandis que le transistor 14, 15, 16 de puissance est intégré dans un calculateur 6 électronique, par exemple dans le contrôle moteur ;
o le relais 17 électromécanique et le transistor 14, 15, 16 de puissance sont intégrés dans un boîtier électronique dédié, tandis que l'élément de protection électrique 30 est intégré sur un boîtier fusibles ;
o le relais 17 électromécanique, le transistor 14, 15, 16, et optionnellement l'élément de protection électrique 30, sont intégrés sur un « boîtier de connexion intelligent », couramment désigné par l'anglicisme « smart junction box », par exemple sur le boîtier BCM (acronyme de « Body Control Module »). [0056] L'ordre des composants électroniques constitutifs du dispositif 100 de commande d'alimentation électrique peut par ailleurs varier en fonction des configurations précitées. Par exemples
dans le cas où le dispositif 100 de commande d'alimentation électrique comporte l'élément de protection électrique 30 et que celui-ci n'est pas intégré dans le même boîtier que les autres composants, on connecte cet élément préférentiellement de manière le plus en amont en partant du pôle positif + de la source de tension 1, afin de protéger l'ensemble des liaisons électriques du dispositif 100 de commande d'alimentation électrique ;
dans le cas où le relais 17 électromécanique est amovible, l'élément de protection électrique 30 ainsi que le transistor 14, 15, 16 de puissance sont préférentiellement disposés en amont de celui-ci, afin de protéger les broches de connexion du support du relais 17 électromécanique contre un éventuel court-circuit.
[0057] Comme exposé ci-dessus, l'utilisation d'un relais 17 électromécanique connecté en série avec un transistor 14, 15, 16 comporte de nombreux avantages.
[0058] Notamment, l'utilisation d'un relais fonctionnant en mode sectionneur, c'est-à-dire commutant « à vide », permet d'accroître la durabilité du dispositif 100 d'alimentation électrique, en protégeant notamment celui-ci des courts-circuits et inversions de batterie. Ainsi, le dispositif 100 de commande d'alimentation électrique présente une durée de vie d'environ un million de cycles. L'utilisation d'un tel dispositif est donc particulièrement adaptée aux fonctions « Stop & Start » des véhicules automobiles. A titre d'exemple, le dispositif 100 de commande d'alimentation électrique peut être mis en œuvre dans un véhicule comprenant une fonction de type « roue libre », telle le « sailing » dans sa terminologie anglaise : cette fonction consiste à arrêter le moteur thermique du véhicule durant certaines phases de roulage (ex : descente, décélération) et nécessite par conséquent un nombre important de redémarrages. Avantageusement, la réalisation du dispositif 100 de commande d'alimentation électrique permet de limiter, la maintenance par échange de relais en cours de vie du véhicule.
[0059] Par ailleurs, la réalisation d'un tel dispositif, permet l'utilisation d'une « simple » diode de protection D1, par exemple une petite diode Zener, afin de se prémunir des inversions de batterie. Avantageusement, une telle diode s'avère moins coûteuse vis-à-vis des dispositifs existants, ces derniers nécessitant des diodes de puissance choisies spécifiquement pour supporter de forts courants.
[0060] L'utilisation d'un relais connecté en série avec un transistor de puissance, s'avère par ailleurs aussi peu coûteuse.
[0061] Comme exposé ci-dessus, un autre avantage du dispositif 100 de commande d'alimentation électrique est que celui-ci propose de nombreuses possibilités d'implémentation physique dans un véhicule, notamment en fonction du choix de l'ordre des composants électroniques dans ce dispositif. Par exemple, si on utilise un transistor de puissance intelligent dit « smart power » en anglais, et si l'on intègre le dispositif dans un « boîtier de connexion intelligent », encore désigné en anglais par « smart junction box », il est possible de se passer de fusible, car ce type de boîtier comprend déjà une alimentation de puissance pour pouvoir piloter des actionneurs protégée par un fusible général.
[0062] Avantageusement, l'ensemble des modes de réalisations décrits ci-dessus peuvent s'appliquer à tout type de véhicules routiers ou d'engins à moteurs équipés d'une batterie de démarrage.
[0063] On résume ci-dessous les différents avantages de l'invention telle que décrite plus haut : par rapport à une solution classique à deux relais électromécaniques, l'invention permet d'augmenter l'endurance du système en réalisant la commande du solénoïde par le transistor de puissance ayant une endurance supérieure à 1 million de cycles et d'utiliser le relais en sectionneur (commutation à vide), permettant également d'atteindre une endurance supérieure ou égale à 1 million de cycles (endurance « mécanique » du relais), alors qu'une solution classique à deux relais électromécaniques ne peut espérer au mieux qu'une endurance de 600000 cycles en faisant travailler les relais en alternance comme sectionneur et comme commutateur (endurance « électrique » d'un relais électromécanique au mieux de l'ordre de 300 000 cycles).
[0064] L'utilisation d'un transistor de puissance et d'un relais électromécanique est associée à une logique de commande adaptée pour garantir que ce soit toujours le transistor de puissance qui assure la commande du solénoïde et que le relais électromécanique soit toujours commuté « à vide », et, ce, quels que soient les ordres issus du ou des calculateurs de commande (y compris avec une commande alternée adaptée à une solution à deux relais électromagnétiques).
[0065] Par rapport à une solution classique à trois transistors de puissance en série, la proposition permet un gain économique, tout en disposant d'une endurance comparable.
[0066] Dans un montage « classique » à trois transistors de puissance en série, on trouve un transistor de commande du solénoïde, un transistor de sécurisation contre une commande intempestive (en cas de défaillance du transistor de commande à l'état passant ou en cas de commande intempestive de ce transistor de commande) et un transistor de sécurisation en cas d'inversion de polarité (branchement de la batterie à l'envers par exemple).
[0067] L'utilisation d'un relais électromécanique avec une diode au niveau de la commande de celui-ci, associée au diagnostic et à la logique de commande permettent de remplacer deux des transistors de puissance utilisés dans un montage « classique » à trois transistors de puissance en série en assurant à la fois :
- la sécurisation contre une commande intempestive grâce au diagnostic du transistor de puissance et à la logique de commande du relais qui interdit la fermeture de celui-ci en cas de détection de défaillance,
- la sécurisation en cas d'inversion de polarité grâce à la diode (à faible courant) qui empêche la commande du relais et ainsi protège le transistor et évite également une commande intempestive du solénoïde.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (100) de commande d'alimentation électrique d'un solénoïde (200) de démarreur (300), le dispositif (100) étant alimenté électriquement en entrée par une source de tension (1), ce dispositif (100) étant caractérisé en ce qu'il comprend un transistor (14, 15, 16) de puissance connecté en série avec un relais (17) électromécanique, la commutation en un état passant du transistor (14, 15, 16) de puissance et du relais (17) électromécanique fournissant en sortie du dispositif (100) un signal (7) de commande, ce signal (7) commandant l'alimentation électrique du solénoïde (200).
2. Dispositif (100) selon la revendication 1, dans lequel les états de commutation du transistor (14, 15, 16) de puissance et du relais (17) électromécanique sont respectivement pilotés à partir d'une première commande (18) et d'une deuxième commande (19) générées par au moins un calculateur (6) électronique, le calculateur (6) électronique étant configuré pour générer ces commandes de sorte à ce que le relais (17) électromécanique commute toujours
en un état passant avant la commutation en un état passant du transistor (14, 15, 16) de puissance ;
en un état bloqué après la commutation en un état bloqué du transistor (14, 15, 16) de puissance.
3. Dispositif (100) selon la revendication 2, dans lequel la première commande (18) et la deuxième commande (19) sont transmises en entrée
d'une première porte logique « ET » (20) générant en sa sortie un signal de demande de pilotage (22) du transistor (14, 15, 16) de puissance ;
d'une porte logique « OU » (21) générant en sa sortie un signal de demande (23) de pilotage du relais (17) électromécanique.
4. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant un module de diagnostic et de protection (25) configuré pour recevoir en ses entrées un ensemble d'informations relatives au fonctionnement du dispositif (100), ces informations comprenant une information de relecture (31) en un point milieu entre le transistor (14, 15, 16) de puissance et le relais (17) électromécanique ;
une information de relecture (32) en sortie du dispositif (100) ;
- la première commande (18) et la deuxième commande (19) ;
le module de diagnostic et de protection (25) étant en outre configuré pour comparer ces informations, et retourner en fonction du résultat de cette comparaison un signal de diagnostic (34) au calculateur (6) électronique, ce signal (34) décrivant l'état de fonctionnement du dispositif (100), le calculateur (6) électronique étant en outre configuré pour générer la première commande (18) et la deuxième commande (19) en fonction du signal de diagnostic (34) retourné par le module de diagnostic et de protection (25).
5. Dispositif (100) selon la revendication 4, dans lequel les informations relatives au fonctionnement du dispositif (100) reçues par le module de diagnostic et de protection (25) comprennent au moins une information de retour issue du transistor (14, 15, 16) de puissance, cette information de retour étant
une information de statut (26) de fonctionnement du transistor (14, 15, 16) de puissance mesurée et fournie par celui-ci, si ce transistor est un transistor de puissance intelligent ;
sinon une information de température (28) ou de courant électrique
(2) dans le transistor (14, 15, 16) de puissance, mesurée de manière externe.
6. Dispositif (100) selon la revendication 4 ou la revendication 5, dans lequel le module de diagnostic et de protection (25) est en outre configuré pour générer en sa sortie un signal d'autorisation (27) de commutation du transistor (14, 15, 16) de puissance et un signal d'autorisation (33) de commutation du relais (17) électromécanique, ces signaux étant générés en fonction du résultat de la comparaison des informations relatives au fonctionnement du dispositif (100).
7. Dispositif (100) selon la revendication 6, comprenant une deuxième porte logique « ET » (35) configurée pour
recevoir o en tant que première entrée, le signal de demande de pilotage
(22) du transistor (14, 15, 16) de puissance ou la première commande (18) ;
o en tant que deuxième entrée, le signal d'autorisation (27) de commutation du transistor (14, 15, 16) de puissance ;
générer en fonction de sa première et de sa deuxième entrée, un signal de commande (36) transmis au transistor (14, 15, 16), le signal de commande (36) étant apte à commuter le transistor (14, 15, 16) de puissance.
8. Dispositif (100) selon la revendication 7, comprenant une troisième porte logique « ET » (37) configurée pour
recevoir
o en tant que première entrée, le signal de demande de pilotage
(23) du relais (17) électromécanique ou la deuxième commande (19) ;
o en tant que deuxième entrée, le signal d'autorisation (33) du relais (17) électromécanique ;
générer en fonction de sa première et de sa deuxième entrée, un signal de commande (38) transmis à un transistor (39), le transistor (39) étant configuré pour générer à partir du signal de commande
(38) un signal de commande relais (40) transmis au relais (17) électromécanique, le signal de commande relais (40) étant apte à commuter le relais (17) électromécanique.
9. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, comprenant, en l'absence d'information de retour issue du transistor
(14, 15, 16) de puissance, un élément de protection électrique (30) monté en série avec le transistor (14, 15, 16) de puissance et le relais (17) électromécanique.
10. Dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant
une diode de protection (D1) contre les inversions des pôles de la source de tension (1), cette diode (D1) étant connectée en série dans le sens passant du transistor (14, 15, 16) de puissance, entre la source de tension (1) et la borne d'entrée de la bobine (17_2) du relais (17) électromécanique, ou entre la borne de sortie de la bobine (17_2) du relais (17) électromécanique et une masse (3) ; une diode de protection (D2) contre les surtensions, connectée en sortie du dispositif (100) de commande d'alimentation électrique.
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