FR2783328A1

FR2783328A1 - Device for detection of the any irregularities in the current supply to an electric cooling fan used with a vehicle engine includes superposition of an alternating component on top of the supply voltage

Info

Publication number: FR2783328A1
Application number: FR9811549A
Authority: FR
Inventors: Alfred Permuy
Original assignee: Valeo Electronique SA
Current assignee: Valeo Electronique SA
Priority date: 1998-09-16
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 2000-03-17

Abstract

The device has means for addition of an alternating voltage ( delta V) to the control voltage (V0) of the motor, means (3,4) for determination of the alternating current component of the motor and means (5) for determining the motor impedance as a function of the alternating voltage corresponding to the alternating current component as well as means for comparison of this value with an anomaly threshold.

Description

II

DISPOSITIF POUR LA DETECTION D'UNE ANOMALIE D'ALIMENTATION DEVICE FOR THE DETECTION OF A SUPPLY FAULT

D'UN MOTEUR ELECTRIQUE, NOTAMMENT DE GROUPE OF AN ELECTRIC MOTOR, ESPECIALLY OF A GROUP

MOTOVENTILATEUR DE VEHICULE AUTOMOBILE MOTOR VEHICLE MOTOR

La présente invention est relative à un dispositif pour la détection The present invention relates to a device for detecting

d'une anomalie dans l'alimentation d'un moteur électrique. an anomaly in the supply of an electric motor.

Elle trouve en particulier avantageusement application dans le cas de It finds in particular advantageously application in the case of

moteur électrique de groupe moto ventilateur de véhicule automobile. electric motor of motorbike fan motor vehicle group.

Une méthode pour détecter une anomalie dans le fonctionnement d'un moteur électrique consiste à comparer l'intensité du courant qui alimente ledit moteur à des valeurs seuils maximale et minimale qui sont A method for detecting an anomaly in the operation of an electric motor consists in comparing the intensity of the current which feeds said motor with maximum and minimum threshold values which are

fonction de la tension appliquée audit moteur. as a function of the voltage applied to said motor.

C'est ce qu'on a illustré sur le graphe de la figure 1. This is what has been illustrated in the graph in Figure 1.

Toutefois, lorsqu'un véhicule roule, l'hélice de son ventilateur de However, when a vehicle is moving, the fan of its fan

refroidissement est entraîné par le flux d'air dû à la vitesse du véhicule. cooling is driven by the air flow due to the speed of the vehicle.

Il en résulte pour le moteur électrique du ventilateur une variation de l'intensité du courant dans ses bobinages statoriques, qui est difficilement prévisible, puisqu'elle est fonction des conditions extérieures et de la vitesse du véhicule. Cette variation d'intensité empêche notamment de détecter This results in a variation in the intensity of the current in its stator windings for the electric motor of the fan, which is difficult to predict, since it is a function of external conditions and of the speed of the vehicle. This variation in intensity notably prevents detection

qu'un fil d'alimentation est coupé et que le moteur n'est plus alimenté. a power wire is cut and the motor is no longer powered.

L'invention propose quant à elle une solution qui permet de palier cet inconvénient. Plus particulièrement, la solution selon l'invention consiste en un dispositif pour la détection d'une anomalie dans l'alimentation d'un moteur électrique, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour additionner une tension alternative à la tension de commande du moteur, des moyens pour déterminer la composante alternative du courant d'alimentation du moteur, des moyens pour déterminer l'impédance du moteur en fonction de ladite tension alternative et de ladite composante alternative de courant, ainsi que des moyens pour comparer cette impédance à au moins un seuil The invention proposes a solution which overcomes this drawback. More particularly, the solution according to the invention consists of a device for detecting an anomaly in the supply of an electric motor, characterized in that it comprises means for adding an alternating voltage to the control voltage of the motor, means for determining the AC component of the motor supply current, means for determining the impedance of the motor as a function of said AC voltage and said AC component, as well as means for comparing this impedance with at minus a threshold

de détection d'anomalie.anomaly detection.

Un tel dispositif est avantageusement complété par les différentes caractéristiques suivantes prises seules ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles: - le dispositif comporte des moyens pour comparer l'impédance du moteur à un seuil maximal et un seuil minimal de détection d'anomalie; - la tension alternative présente une fréquence faible, permettant de considérer que l'impédance du moteur est principalement résistive - la tension alternative présente une fréquence inférieure à la bande audible; - la tension alternative présente une fréquence suffisamment importante pour que l'on puisse considérer que la force électromotrice du moteur est constante à l'échelle de la période de la tension alternative; - la tension alternative présente une fréquence qui est de l'ordre de 10 et 20 Hz. L'invention concerne en outre avantageusement un module de commande d'un moteur électrique, caractérisé en ce qu'il comporte un Such a device is advantageously supplemented by the following different characteristics taken alone or according to all their technically possible combinations: - the device comprises means for comparing the impedance of the motor with a maximum threshold and a minimum threshold for detecting an anomaly; - the alternating voltage has a low frequency, making it possible to consider that the impedance of the motor is mainly resistive - the alternating voltage has a frequency lower than the audible band; the alternating voltage has a frequency which is sufficiently large for it to be considered that the electromotive force of the motor is constant on the scale of the period of the alternating voltage; - the alternating voltage has a frequency which is of the order of 10 and 20 Hz. The invention also advantageously relates to a control module of an electric motor, characterized in that it comprises a

dispositif de détection d'anomalie du type précité. anomaly detection device of the aforementioned type.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront Other characteristics and advantages of the invention will emerge

encore de la description qui suit. Cette description est purement illustrative still from the description which follows. This description is purely illustrative

et non limitative. Elle doit être lue en regard des figures annexées sur lesquelles: - la figure 1, déjà discutée, est un graphe illustrant une technique connue pour détecter une anomalie dans le fonctionnement d'un moteur électrique - la figure 2 est un schéma illustrant la commande d'un moteur de ventilateur de refroidissement; - la figure 3 est un schéma illustrant un montage équivalent à celui de la figure 2; - la figure 4 est un schéma illustrant un exemple de réalisation de moyens de détection d'un module de commande du type de celui illustré sur les and not limiting. It should be read in conjunction with the appended figures in which: - Figure 1, already discussed, is a graph illustrating a known technique for detecting an anomaly in the operation of an electric motor - Figure 2 is a diagram illustrating the control of '' a cooling fan motor; - Figure 3 is a diagram illustrating an assembly equivalent to that of Figure 2; FIG. 4 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of detection means of a control module of the type of that illustrated on the

figures 2 et 3.Figures 2 and 3.

Le montage représenté sur la figure 2 comporte un moteur électrique M de ventilateur de refroidissement de véhicule automobile et un module d'attaque 1 qui commande l'alimentation dudit moteur M. Ce module 1 est relié à une borne B+ d'alimentation, par exemple à la tension de la batterie, ainsi qu'à la masse. Il reçoit d'une unité de gestion externe (non représentée) un signal V0c lui donnant la tension de consigne V0c à appliquer au moteur M. Il comporte des moyens pour détecter une anomalie de fonctionnement du moteur M et des moyens pour transmettre à l'unité de gestion un signal S informant ladite unité de la détection d'une The assembly shown in FIG. 2 comprises an electric motor M for the cooling fan of a motor vehicle and a driving module 1 which controls the supply of said motor M. This module 1 is connected to a supply terminal B +, for example battery voltage, as well as ground. It receives from an external management unit (not shown) a signal V0c giving it the setpoint voltage V0c to be applied to the motor M. It comprises means for detecting an operating anomaly of the motor M and means for transmitting to the management unit a signal S informing said unit of the detection of a

anomalie.anomaly.

Le moteur M est schématisé sur ladite figure 3 par un circuit équivalent comportant une inductance L en série avec une résistance R et une source de tension U équivalente à la force contre-électromotrice dudit moteur M. Cette force électromotrice dépend notamment de la vitesse du The motor M is shown diagrammatically in said FIG. 3 by an equivalent circuit comprising an inductance L in series with a resistor R and a voltage source U equivalent to the counterelectromotive force of said motor M. This electromotive force depends in particular on the speed of the

moteur.engine.

Les moyens de détection d'anomalie que comporte le module 1 comportent des moyens pour déterminer l'impédance du moteur et pour détecter une anomalie de fonctionnement du moteur en comparant ladite The anomaly detection means that the module 1 comprises comprise means for determining the impedance of the motor and for detecting an anomaly in the operation of the motor by comparing said anomaly

impédance à au moins un seuil.impedance at least one threshold.

A cet effet, le module 1 comporte des moyens pour ajouter à la tension aux bornes du moteur M une tension alternative 5V de faible amplitude (quelques dixièmes de Volt), ainsi que des moyens pour mesurer To this end, the module 1 includes means for adding to the voltage at the terminals of the motor M an alternating voltage 5V of small amplitude (a few tenths of a Volt), as well as means for measuring

le courant alternatif I81 qui en résulte. the resulting alternating current I81.

Il comporte en outre des moyens pour déterminer le rapport 5V/I1, lequel si la fréquence de la tension alternative 8V est choisie suffisamment basse - correspond à la valeur de la résistance R du moteur M. Ce rapport est comparé à une ou plusieurs valeurs seuils caractéristiques d'une anomalie d'alimentation du moteur M. On sait en effet que si l'alimentation du moteur M est en court-circuit, I'impédance dudit moteur M est nulle, tandis que si l'un des fils d'alimentation du moteur M est coupé, I'impédance du moteur M est It also comprises means for determining the 5V / I1 ratio, which if the frequency of the alternating voltage 8V is chosen sufficiently low - corresponds to the value of the resistance R of the motor M. This ratio is compared to one or more threshold values characteristics of a motor supply anomaly M. It is known in fact that if the supply to the motor M is short-circuited, the impedance of the said motor M is zero, while if one of the supply wires of the motor M is cut, the impedance of the motor M is

théoriquement infinie.theoretically infinite.

Par conséquent, en mettant en oeuvre un traitement qui permet de comparer la valeur de l'impédance du moteur M à une valeur seuil supérieure et à une valeur seuil inférieure, on peut détecter un court- circuit ou un fil coupé dans l'alimentation du moteur M. La figure 4 donne un exemple de moyens qui peuvent être utilisés Consequently, by implementing a processing which makes it possible to compare the value of the impedance of the motor M with an upper threshold value and with a lower threshold value, it is possible to detect a short circuit or a cut wire in the supply of the motor M. Figure 4 gives an example of means that can be used

dans le module 1 pour mettre en oeuvre un tel traitement. in module 1 to implement such processing.

Ces moyens comportent un amplificateur de puissance 2 recevant la somme de la valeur de la tension consigne fournie au module 1 et d'une tension variable pour les amplifier et fournir au moteur M la tension V0+6V, des moyens 3 pour la mesure de l'intensité I du courant d'alimentation du These means comprise a power amplifier 2 receiving the sum of the value of the set voltage supplied to the module 1 and a variable voltage to amplify them and supply the motor M with the voltage V0 + 6V, means 3 for measuring the intensity I of the supply current of the

moteur M (dérivation de type "shunt" par exemple), un filtre 4 de type passe- motor M (bypass type "shunt" for example), a filter 4 type pass

haut ou passe-bande qui permet de ne conserver que la partie variable 81 de ladite intensité 1, des moyens de traitement 5 auxquels la tension 8V et high or band pass which allows to keep only the variable part 81 of said intensity 1, processing means 5 to which the voltage 8V and

ladite intensité variable 81 sont transmis. said variable intensity 81 are transmitted.

La valeur de V0 est initialement écrêtée par des moyens 7 qui empêchent que la valeur fournie au sommateur en amont de l'amplificateur The value of V0 is initially clipped by means 7 which prevent the value supplied to the adder upstream of the amplifier

2 ne prenne la valeur nulle ou la valeur de la tension de la batterie. 2 does not take the zero value or the value of the battery voltage.

Les moyens de traitement 5 comportent des moyens de redressement qui permettent de déterminer une tension correspondant au rapport 81/8V, c'est à dire à l'impédance du moteur, ainsi que des moyens de comparaison qui mettent en oeuvre une comparaison de cette tension par rapport à des valeurs seuils pour, le cas échéant, générer un signal de diagnostique de détection d'anomalie dans l'alimentation du moteur M. On a également représenté sur la figure 3 une source 6 de tension The processing means 5 comprise rectifying means which make it possible to determine a voltage corresponding to the 81 / 8V ratio, that is to say the impedance of the motor, as well as comparison means which implement a comparison of this voltage with respect to threshold values for, if necessary, generating a diagnostic signal for detecting an anomaly in the supply of the motor M. A voltage source 6 has also been represented in FIG. 3

alternative pour la génération de la tension 8V. alternative for generating 8V voltage.

La fréquence de cette tension 8V est préférentiellement de l'ordre de The frequency of this voltage 8V is preferably of the order of

et 20 Hz.and 20 Hz.

Il est en effet souhaitable qu'elle soit suffisamment faible pour que la composante inductive de l'impédance du moteur - qui est variable - soit It is indeed desirable for it to be low enough for the inductive component of the motor impedance - which is variable - to be

négligeable devant la composante résistive qui quant à elle est constante. negligible compared to the resistive component which is constant.

En outre, elle doit être en dehors de la bande audible qui s'étend In addition, it must be outside the audible band that extends

entre 20 Hz et 20 KHz.between 20 Hz and 20 KHz.

Elle doit toutefois être suffisamment importante pour que l'on puisse considérer que la force contre-électromotrice U du moteur est constante à l'échelle de la période de la tension alternative 8V. L'invention vient d'être décrite dans le cas de la commande d'un moteur électrique de groupe moto-ventilateur de véhicule automobile, mais pourrait bien entendu être utilisée pour d'autres types de moteurs. However, it must be large enough for it to be considered that the counter-electromotive force U of the motor is constant on the scale of the period of the alternating voltage 8V. The invention has just been described in the case of the control of an electric motor of a motor-driven fan assembly of a motor vehicle, but could of course be used for other types of motors.

Claims

1. Device for detecting an anomaly in the supply of an electric motor, characterized in that it comprises means for adding an alternating voltage (6V) to the voltage (V0) for controlling the motor, means (3, 4) for determining the alternating component of the motor supply current, means (5) for determining the impedance of the motor as a function of said alternating voltage and of said alternating current component, as well as means for comparing

this impedance to at least one anomaly detection threshold.

2. Device according to claim 1, characterized in that it comprises means (5) for comparing the impedance of the motor with a maximum threshold and

a minimum anomaly detection threshold.

3. Device according to one of the preceding claims, characterized

in that the alternating voltage has a low frequency, allowing

to consider that the impedance of the motor is mainly resistive.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized

in that the alternating voltage has a frequency lower than the

audible tape.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized

in that the alternating voltage has a sufficiently large frequency that it can be considered that the electromotive force of the

motor is constant over the period of the alternating voltage.

6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that

that the alternating voltage has a frequency which is of the order of 10 and Hz.

7. Device for detecting an anomaly in the supply of an electric motor of a motor-driven fan motor vehicle group, characterized in that it is constituted by a device according to one of

previous claims.

8. Module (1) for controlling an electric motor, characterized in that it comprises an anomaly detection device according to one of

previous claims.