FR2879851A1 - Unite de commande de generation de puissance de vehicule et systeme de commande de generation de puissance de vehicule - Google Patents
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Abstract
L'unité de commande de génération de puissance de véhicule possède une première fonction activée lorsqu'un signal de commande reçu de l'extérieur désigne un premier mode pour commander un courant d'excitation de sorte que la puissance de sortie d'un générateur du véhicule soit maintenue à une valeur spécifiée par le signal de commande, une seconde fonction activée lorsque le signal de commande désigne le second mode pour commander le courant d'excitation de sorte que la tension de génération du générateur du véhicule soit maintenue à une tension cible spécifiée par le signal de commande, et une troisième fonction activée lorsque le signal de commande désigne le premier mode pour surveiller si la tension de génération est ou non dans une plage de tension prédéterminée et pour désactiver la première fonction de manière à commander le courant d'excitation de sorte que la tension de génération soit maintenue à une tension préétablie lors de la détection de ce que la tension de génération est en dehors de la plage de tension prédéterminée.
Description
1 2879851
UNITE DE COMMANDE DE GENERATION DE PUISSANCE DE VEHICULE ET SYSTEME DE COMMANDE DE GENERATION DE PUISSANCE DE VEHICULE
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une unité de commande de génération de puissance de véhicule qui commande un générateur de véhicule, et à un système de commande de génération de puissance de véhicule comprenant l'unité de commande de génération de puissance de véhicule.
2. Description de la technique apparentée
Un générateur de véhicule est destiné à charger une batterie de véhicule, et à fournir une alimentation électrique au composant électrique d'un véhicule tel qu'un dispositif d'allumage du moteur, des appareils d'éclairage, etc., par l'intermédiaire de la batterie du véhicule. Le générateur de muni d'une unité de commande de génération de véhicule destinée à commander la génération de véhicule est puissance de puissance par la tension prédéterminée qui concerne le générateur de véhicule afin de maintenir ainsi de la batterie dans une plage de tension indépendamment de la variation de la charge. En ce une technique destinée à commander le générateur de véhicule de façon optimale suivant l'état de fonctionnement du véhicule, il est connu d'envoyer une valeur de commande (tension cible ou rapport cyclique d'un courant d'excitation, par exemple) reflétant l'état de fonctionnement du véhicule depuis un dispositif externe (unité de commande de moteur, par exemple) à l'unité de commande de génération de puissance de véhicule.
Une unité de commande de génération de puissance de véhicule utilisant une telle technique est décrite, par exemple, dans la demande de brevet japonais mise à la disposition du public N 11-262 299. Cette unité de commande de génération de puissance de véhicule est configurée pour détecter le type d'une valeur de commande contenue dans un signal à modulation PWM émis depuis une unité ECU (unité de commande de moteur) sur la base d'une période du signal à modulation PWM, et pour établir une variable de commande conformément à un facteur de rapport cyclique du signal à modulation PWM. Cette unité de commande de génération de puissance de véhicule rend possible d'exécuter une 2 2879851 commande élaborée, car elle permet d'utiliser une pluralité de valeurs de commande différentes.
On sait également procurer une telle unité de commande de génération de puissance ayant des possibilités de protection vis-à-vis d'une rupture ou d'un court-circuit d'un câble courant entre l'unité de commande de génération de puissance et l'unité ECU, comme décrit par exemple dans la demande de brevet japonais mise à la disposition du public N 2000-32 680. Cette unité de commande de génération de puissance de véhicule est configurée pour arrêter son fonctionnement de commande si la valeur de commande émise depuis l'unité ECU ne varie pas dans un intervalle de temps prédéterminé pour éviter que le générateur du véhicule fonctionne mal en raison d'une rupture ou d'un court-circuit du câble.
A ce propos, les unités ECU récentes comprennent un processeur à base de logiciel. Du fait que le logiciel utilisé dans ces unités ECU est à grande échelle, il n'est pas facile d'éliminer complètement des bogues dans le logiciel. Si l'unité de commande de génération de puissance de véhicule exécute son opération de commande conformément à la valeur de commande émise depuis l'unité ECU fonctionnant sur le logiciel contenant la bogue, il existe une possibilité que la tension de sortie du générateur de véhicule monte de façon excessivement haute, en surchargeant ainsi la batterie du véhicule et en endommageant les composants électriques, ou bien que la tension de sortie du générateur de véhicule chute de manière excessivement basse, en provoquant ainsi un mauvais fonctionnement des composants électriques. Les unités des commandes de génération de puissance de véhicule classiques y compris celles décrites dans les demandes de brevets japonais mises à la disposition du public N 11-262 299 et N 2000-32 680 posent un problème en ce qu'ils ne peuvent pas protéger contre une bogue de logiciel.
RESUME DE L'INVENTION La présente invention procure une unité de commande de 35 génération de puissance de véhicule comprenant: un circuit d'excitation fournissant un courant d'excitation à un générateur de véhicule, et un circuit de commande qui commande le courant d'excitation, le circuit de commande comprenant: 3 2879851 une première fonction qui est validée lorsqu'un signal de commande reçu de l'extérieur désigne un premier mode pour commander le courant d'excitation tel qu'une puissance de sortie du générateur de véhicule soit maintenue à une valeur spécifiée par le signal de commande, une seconde fonction qui est validée lorsque le signal de commande désigne un second mode pour commander le courant d'excitation tel qu'une tension de génération du générateur de véhicule soit maintenue à une tension cible spécifiée par le signal de commande, et une troisième fonction qui est validée lorsque le signal de commande désigne le premier mode pour surveiller si la tension de génération est ou non dans une plage de tension prédéterminée et pour désactiver la première fonction de manière à commander le courant d'excitation de sorte que la tension de génération soit maintenue à une tension préétablie lors de la détection de ce que la tension de génération est en dehors de la plage de tension prédéterminée.
Avec la présente invention, il devient possible d'éviter que la tension de génération du générateur de véhicule augmente ou chute au-delà de la plage de tension normale même lorsque le signal de commande émis depuis le dispositif externe (unité de commande de moteur, par exemple) vers l'unité de commande de génération de puissance de véhicule devient anormal.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Dans les dessins annexés: La figure 1 est un schéma représentant une configuration d'un système de commande de génération de puissance de véhicule conforme à un mode de réalisation de l'invention, La figure 2 est un tableau représentant une relation entre les modes de commande d'une unité de commande de génération de puissance de véhicule incluse dans le système de commande de génération de puissance de véhicule et les fréquences d'un signal à modulation PWM émis depuis l'unité de commande de moteur vers l'unité de commande de génération de puissance de véhicule, La figure 3 est un graphe représentant une relation entre l'amplitude et une tension cible et le facteur de rapport cyclique du signal à modulation PWM dans un mode de spécification de tension cible, 2879851 4 La figure 4 est un schéma de circuit d'un circuit de commande inclus dans l'unité de commande de génération de puissance de véhicule, La figure 5 est un diagramme de forme de signal destiné à expliquer le fonctionnement de l'unité de commande de génération de puissance de véhicule lorsque la fréquence du signal à modulation PWM est changée pour faire basculer le mode de commande depuis le mode de spécification de tension cible vers le mode de spécification de rapport cyclique, La figure 6 est un diagramme de forme de signal destiné à expliquer le fonctionnement de l'unité de commande de génération de puissance de véhicule dans le mode de spécification de rapport cyclique lorsque la tension de génération est dans une plage de tension normale, La figure 7 est un diagramme de forme de signal destiné à expliquer le fonctionnement d'un temporisateur de protection inclus dans l'unité de commande de génération de puissance de véhicule dans le mode de spécification de rapport cyclique lorsque la tension de génération est dans la plage de tension normale, La figure 8 est un diagramme de forme de signal destiné à expliquer le fonctionnement de l'unité de commande de génération de puissance de véhicule dans le mode de spécification de rapport cyclique lorsque la tension de génération augmente au- delà d'une limite supérieure de la plage de tension normale, La figure 9 est un diagramme de forme de signal destiné à expliquer le fonctionnement de l'unité de commande de génération de puissance de véhicule dans le mode de spécification de rapport cyclique lorsque la tension de génération chute au-delà d'une limite inférieure de la plage de tension normale, et La figure 10 est un diagramme de forme de signal destiné à expliquer le fonctionnement d'un temporisateur de réinitialisation inclus dans l'unité de commande de génération de puissance de véhicule lorsque l'unité de commande de génération de puissance de véhicule revient au mode de spécification de rapport cyclique depuis un mode de protection.
MODES DE REALISATION PREFERES DE L'INVENTION
La figure 1 représente une configuration d'un système de commande de génération de puissance de véhicule conforme à un mode de réalisation de l'invention. Comme représenté sur cette 2879851 figure, le système de commande de génération de puissance de véhicule comprend une unité de commande de génération de puissance de véhicule 1, un générateur de véhicule 2, une unité ECU (unité de commande de moteur) 3, et une batterie 4. Une charge électrique 5 est reliée en parallèle à la batterie 4. Le générateur de véhicule 2 est entraîné par un moteur du véhicule (non représenté).
Le générateur de véhicule 2 comprend un rotor comportant un enroulement d'excitation 21, un stator ayant un enroulement de stator à trois phases 22, et un circuit redresseur 23 redressant en double alternance la sortie à trois phases dans l'enroulement du stator 22. Une borne de sortie (non représentée) du générateur de véhicule 2 est reliée à l'unité de commande de génération de puissance de véhicule 1, à l'unité ECU 3, et à une batterie 4 par l'intermédiaire d'une ligne du côté haut 50. La puissance de sortie du générateur de véhicule 2 est réglable en commandant le courant d'excitation qui circule au travers de l'enroulement d'excitation 21.
L'unité de commande de génération de puissance de véhicule 1, qui est destinée à commander le courant d'excitation circulant au travers de l'enroulement d'excitation 21, comprend un transistor de type MOSFET 100, une diode de roue libre 101, et un circuit de commande 10. Le transistor de type MOSFET 100 et la diode de roue libre 101 constituent un circuit d'excitation pour le générateur de véhicule 2. Le transistor de type MOSFET 100 et l'enroulement d'excitation 21 sont reliés en série entre la ligne du côté haut 50 et la masse. Le transistor du type MOSFET 100 est commandé par une modulation par largeur d'impulsion PWM par le circuit de commande 10 pour commander le courant d'excitation circulant au travers de l'enroulement d'excitation 21. La diode de roue libre 101 reliée en parallèle à l'enroulement d'excitation 21 est destinée à permettre que passe un courant, qui est provoqué par une tension élevée induite aux bornes de l'enroulement d'excitation 21 lorsque le transistor de type MOSFET 100 est bloqué.
L'unité ECU 3 comprend un circuit de sortie de signal à modulation PWM 30, un circuit de détermination de valeur de mode/commande 31, et un circuit de définition de tension 32. L'unité ECU 3 fonctionne sur un logiciel (programme de commande) qui est mémorisé dans une mémoire morte ou une mémoire vive et est exécuté par un processeur inclus dans l'unité ECU 3.
Le circuit de définition de tension 32 définit si une tension de la ligne du côté haut 50 (appelée ci-après tension de génération) est à l'intérieur d'une plage de tension normale prédéterminée ou non. La tension de génération dépend de la tension de sortie du générateur du véhicule 2 et de la tension de la batterie 4 (appelée ci-après tension de batterie). Le circuit de détermination de valeur de mode/commande 31 détermine l'un des modes de commande prédéterminés et une valeur de commande en tant que directives à donner à l'unité de commande de génération de puissance de véhicule 1 sur la base des informations d'état du véhicule comprenant une vitesse de véhicule, un régime du moteur, un degré d'ouverture d'un accélérateur, etc. Le circuit de commande de signal à modulation PWM 30 fournit en sortie, en tant que signal de commande, un signal à modulation PWM ayant une fréquence qui correspond au mode de commande déterminé, et un facteur de rapport cyclique correspondant à la valeur de commande déterminée, à l'unité de commande de génération de puissance de véhicule 1.
La figure 2 est un tableau représentant une relation entre les modes de commande et les fréquences du signal à modulation PWM. Dans ce mode de réalisation, le mode de commande comprend un mode de spécification de tension cible et un mode de spécification de rapport cyclique. Comme indiqué dans ce tableau, pour désigner le mode de spécification de tension cible, la fréquence du signal à modulation PWM est réglée à 100 Hz. Dans ce mode de spécification de tension cible, l'amplitude de la tension cible est spécifiée par le facteur de rapport cyclique du signal à modulation PWM. La figure 3 est un graphe représentant une relation entre l'amplitude de la tension cible et le facteur de rapport cyclique du signal à modulation PWM lorsque le mode de spécification de tension cible est désigné.
Comme indiqué sur ce graphe, dans ce mode de réalisation, lorsque le facteur de rapport cyclique du signal à modulation PWM augmente de 0 % à 100 %, l'amplitude spécifiée de la tension cible augmente de 12,5 V à 15,5 V, linéairement.
En revanche, pour désigner le mode de spécification de 40 rapport cyclique, la fréquence du signal à modulation PWM est 2879851 7 réglée à 200 Hz. Dans ce mode de spécification de rapport cyclique, le rapport cyclique auquel fonctionne le transistor de type MOSFET 100 est spécifié par le facteur de rapport cyclique du signal à modulation PWM.
Il est souhaitable que le rapport de la fréquence du signal à modulation PWM pour désigner le mode de spécification de tension cible sur la fréquence du signal à modulation PWM pour désigner le mode de spécification de rapport cyclique soit une puissance de 2 pour simplifier le traitement numérique dans le système. Il est possible d'utiliser un signal de train d'impulsions contenant des codes spécifiant la tension cible et le mode de commande au lieu du signal à modulation PWM.
La figure 4 représente une configuration de circuit du circuit de commande 10. Comme indiqué sur cette figure, le circuit de commande 10 comprend un circuit d'attaque 102, des commutateurs analogiques 103, 104, 112, 113, des circuits OU 105, 106, 118, un circuit de détecteur de facteur de rapport cyclique 107, un circuit de détecteur de mode 108, un comparateur de tension 110, un convertisseur numérique- analogique (convertisseur N/A) 111, un circuit détecteur d'état bas/haut 114, un circuit de génération de facteur de rapport cyclique 115, un détecteur de front 116, un temporisateur de retour 117, un temporisateur de protection 119, et un circuit ET 120.
Le circuit d'attaque 102 est destiné à attaquer par tout ou rien le transistor de type MOSFET 100 conformément à un signal de commande reçu de l'un des commutateurs analogiques 103, 104 constituant un sélecteur. Le circuit de détecteur de facteur de rapport cyclique 107 est destiné à détecter le facteur de rapport cyclique du signal à modulation PWM fourni depuis l'unité ECU 3, et à fournir en sortie un signal numérique représentant le facteur de rapport cyclique détecté. Le circuit de détecteur de mode 108 est destiné à détecter lequel du mode de spécification de tension cible et du mode de spécification de rapport cyclique est désigné sur la base de la fréquence du signal à modulation PWM. La sortie du circuit de détecteur de mode 108 passe à l'état haut lorsqu'il détecte que le mode de spécification de tension cible est désigné, alors qu'il passe à l'état bas lorsqu'il détecte que le mode de spécification de rapport cyclique est désigné. Le circuit détecteur d'état 8 2879851 bas/haut 114 est destiné à détecter si un signal de comparaison fourni en sortie depuis le comparateur de tension 110 est dans l'état du niveau bas ou dans l'état du niveau haut. Le circuit de génération de facteur de rapport cyclique 115 fournit en sortie un signal numérique représentant 100 % du facteur de rapport cyclique lorsqu'il détecte que le signal de comparaison est dans l'état du niveau bas, alors qu'il fournit en sortie un signal numérique représentant 0 % du facteur de rapport cyclique lorsqu'il détecte que le signal de comparaison est dans l'état du niveau haut. Le circuit de détecteur de front 116 détecte un front du signal de comparaison apparaissant lorsque le signal de comparaison passe de l'état du niveau bas à l'état du niveau haut, et vice versa, et fournit en sortie un signal d'impulsion de niveau bas à chaque fois qu'il détecte le front. Le temporisateur de protection 119, qui peut être un compteur, commence l'opération de comptage à la réception du signal d'impulsion au niveau bas et lorsque la valeur de comptage de celui-ci a augmenté à une valeur prédéterminée, fait passer sa sortie de l'état du niveau bas à l'état du niveau haut. Le temporisateur de retour 117, qui peut être un décompteur, commence l'opération de décomptage à la réception d'un signal au niveau haut provenant d'un circuit ET 120, et lorsque la valeur de comptage de celui- ci s'est réduite à une valeur prédéterminée, fait passer sa sortie de l'état du niveau haut à l'état du niveau bas.
Ensuite, le fonctionnement de l'unité de commande de génération de puissance de véhicule 1 est expliqué ci-dessous. Mode de spécification de tension cible Dans le cas où la fréquence du signal à modulation PWM est de 100 Hz, c'est-à-dire lorsque le mode de spécification de tension cible est désigné, le circuit de détecteur de mode 108 fournit un signal de niveau haut aux circuits OU 105, 106 et aux commutateurs analogiques 112, 113. Dans ce cas, comme le circuit OU 105 applique un signal au niveau haut à la borne de commande inverseuse du commutateur analogique 103, et que le circuit OU 106 applique un signal au niveau haut à la borne de commande non inverseuse du commutateur analogique 104, le circuit d'attaque 102 reçoit un signal qui passe par le commutateur analogique 104 en tant que signal de commande.
9 2879851 De même, dans ce cas, comme le commutateur analogique 112 reçoit le signal au niveau haut à sa borne de commande non inverseuse alors que le commutateur analogique 113 reçoit le signal au niveau haut à sa borne de commande inverseuse, le convertisseur numérique-analogique 111 reçoit le signal numérique représentant le facteur de rapport cyclique du signal à modulation PWM fourni en sortie depuis le circuit de détecteur de facteur de rapport cyclique 107 en passant par le commutateur analogique 112. Le convertisseur numérique-analogique 111 convertit ce signal numérique en la tension cible conformément à la caractéristique de conversion représentée sur le graphe de la figure 3.
Le comparateur de tension 110 compare la tension cible fournie en sortie depuis le convertisseur numérique-analogique 111 à la tension de génération (la tension de la ligne du côté haut 50). Le transistor de type MOSFET 100 est commandé par tout ou rien conformément aux résultats de la comparaison. Plus particulièrement, lorsque la tension de génération est inférieure à la tension cible, le comparateur de tension 110 fournit en sortie un signal au niveau haut. Ce signal au niveau haut est appliqué en entrée au circuit d'attaque 102 en tant que signal de commande par l'intermédiaire du commutateur analogique 104, et il en résulte que le transistor de type MOSFET 100 est activé (c'est-à-dire que le transistor de type MOSFET devient conducteur), pour permettre au courant d'excitation de circuler au travers de l'enroulement d'excitation 21 afin d'augmenter ainsi la tension de sortie du générateur de véhicule 2. Par ailleurs, lorsque la tension de génération est plus élevée que la tension cible, le comparateur de tension 110 fournit un signal au niveau bas, ce signal au niveau bas est appliqué en entrée au circuit d'attaque 102 en tant que signal de commande par l'intermédiaire du commutateur analogique 104, à la suite de quoi le transistor de type MOSFET est bloqué pour interdire au courant d'excitation de circuler au travers de l'enroulement d'excitation 21 afin de diminuer ainsi la tension de sortie du générateur de véhicule 2. Donc, la tension de génération (la tension de la batterie) est commandée à la tension cible représentée par le facteur de rapport cyclique du signal à modulation PWM émis depuis l'unité ECU 3.
Mode de spécification de rapport cyclique 2879851 Dans un cas où la fréquence du signal à modulation PWM est de 200 Hz, c'est-à-dire lorsque le mode de spécification de rapport cyclique est désigné, le circuit de détecteur de mode 108 fournit un signal au niveau bas aux circuits OU 105, 106 et aux commutateurs analogiques 112, 113. Dans ce cas, comme le circuit OU 105 applique un signal au niveau bas à la borne de commande inverseuse du commutateur analogique 103, et que le circuit OU 106 applique un signal au niveau bas à la borne de commande non inverseuse du commutateur analogique 104, le circuit d'attaque 102 reçoit un signal à modulation PWM passant par le commutateur analogique 103 en tant que signal de commande. En conséquence, le transistor de type MOSFET est attaqué par tout ou rien avec le rapport cyclique représenté par le facteur de rapport cyclique du signal à modulation PWM émis depuis l'unité ECU 3 afin de commander ainsi la puissance de sortie du générateur de véhicule 2.
Ensuite, le fonctionnement de l'unité de commande de génération de puissance de véhicule 1 lorsque la fréquence du signal à modulation PWM est commutée, est expliqué en faisant référence à la figure 5. On suppose ici que le circuit de détecteur de mode 108 a besoin d'une période du signal à modulation PWM pour détecter la fréquence du signal à modulation PWM. Comme indiqué sur la figure 5, alors que la fréquence du signal à modulation PWM est de 100 Hz (pendant que le mode de spécification de tension cible est désigné), le circuit de détecteur de mode 108 fournit en sortie le signal au niveau haut, de sorte que le circuit d'attaque 102 reçoit, par l'intermédiaire du commutateur analogique 104, le signal de comparaison fourni en sortie depuis le comparateur de tension 110 en tant que signal de commande. Lorsque la fréquence du signal à modulation PWM est basculée vers 200 Hz (lorsque le mode de spécification de rapport cyclique est désigné) à l'instant tl, le circuit de détecteur de mode 108 détecte que la fréquence du signal à modulation PWM a été changée à 200 Hz à la fin de la première période du signal à modulation PWM (instant t2) après ce basculement de fréquence, et fournit en sortie le signal au niveau bas à partir de la période suivante, de sorte que le circuit d'attaque 102 reçoit par l'intermédiaire du commutateur analogique 103, le signal à modulation PWM lui-même en tant que signal de commande.
11 2879851 Dans ce mode de réalisation, l'unité ECU 3 est configurée pour désigner le mode de spécification de rapport cyclique alors que la tension de génération (tension de batterie) est détectée comme étant dans une plage de tension normale prédéterminée (entre 12,5 V et 15,5 V, par exemple) par le circuit de définition de tension 32 de manière à commander la puissance de sortie du générateur de véhicule 2 conformément aux informations d'état du véhicule comprenant la vitesse du véhicule, le régime du moteur, etc., et pour désigner le mode de spécification de tension cible lorsque la tension de génération sort de la plage de tension normale de manière à placer la tension de génération dans la plage de tension normale grâce à une commande à contre-réaction.
Comme expliqué ci-dessous en détail, l'unité de commande de génération de puissance de véhicule 1 peut protéger contre une anomalie dans le signal à modulation PWM émis depuis l'unité ECU 3, laquelle peut être provoquée par une bogue du logiciel, lorsque l'unité de commande de génération de puissance de véhicule 1 fonctionne sur le mode de spécification de rapport cyclique grâce à l'utilisation du comparateur de tension 110.
Tout d'abord, une explication est faite en ce qui concerne le cas où le signal à modulation PWM émis depuis l'unité ECU 3 est normal, en faisant référence à la figure 6.
Dans le mode de spécification du rapport cyclique, comme le circuit de détecteur de mode 108 fournit en sortie le signal au niveau bas, le commutateur analogique 113 est activé, alors que le commutateur analogique 112 est désactivé. En conséquence, comme cela est évident d'après l'explication qui suit, le convertisseur numérique/analogique 111 reçoit le signal numérique représentant 100 % du facteur de rapport cyclique et le signal numérique représentant 0 % du facteur de rapport cyclique, en alternance, et le convertisseur numérique/analogique 111 fournit de ce fait en sortie alternativement 12,5 V et 15,5 V en tant que tension cible comme indiqué sur la figure 6. On doit noter que les signaux numériques représentant les valeurs autres que 100 % et 0 % peuvent être fournis alternativement au convertisseur numérique/analogique 111. Si la plage de tension normale est entre 12,5 V et 15,5 V, la tension de génération est toujours supérieure à la tension cible lorsque le convertisseur 2879851 12 analogique/numérique 111 fournit en sortie 12,5 V, et est toujours inférieure à la tension cible lorsque le convertisseur analogique/numérique 111 fournit en sortie 15,5 V, tant que le système de commande de génération de puissance de véhicule est dans l'état normal. Ceci signifie que le signal de comparaison fourni en sortie depuis le comparateur de tension 110 oscille entre le niveau bas et le niveau haut lorsque l'unité de commande de génération de puissance de véhicule 1 fonctionne d'après le mode de spécification de rapport cyclique. Le signal de comparaison oscillant entre le niveau bas et le niveau haut est appliqué en entrée au circuit de détecteur de niveau bas/haut 114 et les résultats de la détection sont fournis au circuit de génération de facteur de rapport cyclique 115. En conséquence, le circuit de génération de facteur de rapport cyclique 115 fournit en sortie le signal numérique représentant 100 % du facteur de rapport cyclique et le signal numérique représentant 0 % du facteur de rapport cyclique en alternance, lesquels sont reçus par le convertisseur numérique/analogique 111 par l'intermédiaire du commutateur analogique 113. Le signal de comparaison oscillant entre le niveau bas et le niveau haut est également appliqué en entrée au détecteur de front 116. Le circuit de détecteur de front 116 fournit en sortie l'impulsion au niveau haut à chaque fois que le niveau du signal de comparaison est inversé afin de réinitialiser ainsi le temporisateur de protection 119.
La figure 7 représente les formes de signaux du signal de comparaison fourni en sortie depuis le comparateur de tension 110 et du signal d'impulsion fourni en sortie depuis le circuit de détecteur de front 116 lorsque le signal à modulation PWM émis depuis l'unité ECU 3 est normal. Comme cela est expliqué ci-dessus, comme le signal de comparaison fourni en sortie depuis le comparateur de tension 110 oscille entre les niveaux haut et bas, et que le circuit de détecteur de front 116 fournit en sortie l'impulsion au niveau bas à chaque fois que le niveau du signal de comparaison est inversé, le temporisateur de protection 119 estréinitialisé périodiquement et la sortie du temporisateur de protection 119 est maintenue inchangée au niveau bas.
Dans ce mode de réalisation, comme le comparateur de tension 40 110 qui est utilisé pour comparer la tension de génération à la 2879851 13 tension cible dans le mode de spécification de tension cible est également utilisé pour surveiller la tension de génération et produire le signal de comparaison oscillant dans le mode de spécification de rapport cyclique tant que la tension de génération est dans la plage de tension normale, l'échelle de circuit de l'unité de commande de génération de puissance de véhicule 1 peut être rendue petite.
Ensuite, une explication est faite en ce qui concerne le cas où le facteur de rapport cyclique du signal à modulation PWM émis depuis l'unité ECU 3 devient excessivement haut en raison d'une bogue de logiciel, et qu'il en résulte que la tension de génération (tension de batterie) augmente au-delà de la limite supérieure de la plage de tension normale en faisant référence à la figure 8.
Lorsque la tension de génération devient plus élevée que la limite supérieure (15,5 V, par exemple), la sortie du comparateur de tension 110 est fixée au niveau bas.
Dans ce cas, comme le circuit de détecteur de front 116 ne fournit pas en sortie l'impulsion au niveau bas, la réinitialisation périodique du temporisateur de protection 119 n'a pas lieu. En conséquence, le temporisateur de protection 119 fournit en sortie le signal au niveau bas après l'écoulement d'un temps prédéterminé (de façon souhaitable, le double de la constante de temps d'excitation (temps de réponse) du générateur de véhicule 2) à partir de l'instant auquel le temporisateur de protection 119 a été réinitialisé la dernière fois. Il en résulte que le commutateur analogique 104 est activé, alors que le commutateur analogique 103 est désactivé. Donc, le transistor de type MOSFET 100 est commandé par tout ou rien conformément à la sortie du comparateur de tension 110.
A ce propos, pendant que la sortie du comparateur de tension est fixée au niveau bas, le circuit de génération de facteur de rapport cyclique 115 fournit en sortie le signal numérique représentant 100 % du facteur de rapport cyclique conformément au résultat de la détection de niveau bas/haut reçu du circuit de détecteur de niveau bas/haut 114. Il en résulte que le convertisseur numérique/analogique 111 fournit en sortie 15,5 V en tant que tension cible lorsque la tension de génération devient plus élevée que la limite supérieure. Donc, dans ce mode de réalisation, lorsque la tension de génération est en train 14 2879851 d'être commandée près de la limite supérieure (15,5 V, par exemple), même si l'unité ECU 3 envoie de façon erronée le signal à modulation PWM présentant un facteur de rapport cyclique plus élevé qu'une valeur appropriée non pas en raison d'une bogue du logiciel mais par une différence de potentiel de masse entre l'unité ECU 3 et l'unité de commande de génération de puissance de véhicule 1, en activant ainsi le temporisateur de protection 119, la tension de génération peut être maintenue près d'une valeur prévue (près de la limite supérieure).
Ensuite, une explication est faite en ce qui concerne le cas où le facteur de rapport cyclique du signal à modulation PWM émis depuis l'unité ECU 3 devient excessivement bas en raison d'une bogue du logiciel, et il en résulte que la tension de génération (la tension de batterie) chute au-delà de la limite inférieure de la plage de tension normale en faisant référence à la figure 9.
Lorsque la tension de génération devient inférieure à la limite inférieure (12,5 V, par exemple), la sortie du comparateur de tension 110 est fixée au niveau haut. Dans ce cas, comme le circuit de détecteur de front 116 ne fournit pas en sortie l'impulsion au niveau bas, la réinitialisation périodique du temporisateur de protection 119 n'a pas lieu. En conséquence, le temporisateur de protection 119 fournit en sortie le signal au niveau haut après l'écoulement d'un temps prédéterminé depuis le moment auquel un temporisateur de protection 119 a été réinitialisé pour la dernière fois. Il en résulte que le commutateur analogique 104 est activé, alors que le commutateur analogique 103 est désactivé. Donc, le transistor de type MOSFET 100 est commandé par tout ou rien conformément à la sortie du comparateur de tension 110.
A ce propos, pendant que la sortie du comparateur de tension est fixée au niveau haut, le circuit de génération de facteur de rapport cyclique 115 fournit en sortie le signal numérique représentant 0 % du facteur de rapport cyclique conformément au résultat de détection de niveau bas/haut reçu du circuit de détecteur de niveau bas/haut 114. Il en résulte que le convertisseur numérique/analogique 111 fournit en sortie 12,5 V en tant que tension cible lorsque la tension de génération devient inférieure à la limite inférieure. Donc, dans ce mode de réalisation, lorsque la tension de génération est en 2879851 15 train d'être commandée près de la limite inférieure (12,5 V, par exemple) même si l'unité ECU 3 envoie de façon erronée le signal à modulation PWM présentant un facteur de rapport cyclique inférieur à une valeur appropriée non pas en raison d'une bogue du logiciel mais de la différence de tension de la ligne d'alimentation entre l'unité ECU 3 et l'unité de commande de génération de puissance de véhicule 1, en activant ainsi le temporisateur de protection 119, la tension de génération peut être maintenue près d'une valeur prévue (près de la limite inférieure).
Le temporisateur de réinitialisation 117 est destiné à faire revenir l'unité de commande de génération de puissance de véhicule 1 du mode de protection (le mode de spécification de tension cible lancé par l'activation du temporisateur de protection 119) au mode de spécification de rapport cyclique. Le fonctionnement du temporisateur de réinitialisation 117 est expliqué ci-dessous en faisant référence à la figure 10 représentant des formes de signaux des sorties du circuit de détecteur de front 116, du temporisateur de protection 119, du circuit ET 120, et du temporisateur de réinitialisation 117.
Comme cela est expliqué ci-dessus, si le circuit de détecteur de front 116 ne détecte aucun front dans le signal de comparaison fourni en sortie depuis le comparateur de tension 110 après que le circuit de détecteur de mode 108 détecte que le mode de spécification du rapport cyclique est désigné, et en tant que résultat, le temporisateur de protection 119 est activé pour fournir en sortie le signal au niveau haut, le circuit ET 120 fournit en sortie le signal au niveau haut. En conséquence, le temporisateur de réinitialisation 117 lance le décomptage à partir d'une valeur préétablie, de sorte que la sortie du temporisateur de réinitialisation 117 passe du niveau haut au niveau bas après l'écoulement d'un certain temps depuis l'instant auquel le temporisateur de protection 119 a été activé. Supposons que la tension de génération est revenue dans la plage de tension normale après que le temporisateur de protection 119 a été activé en tant que conséquence du basculement dans le mode de protection. Dans ce cas, si la sortie du temporisateur de réinitialisation 117 est passée du niveau haut au niveau bas, le temporisateur de protection 119 est réinitialisé, car le comparateur de tension 110 fournit en sortie le signal de comparaison oscillant, et le circuit de détecteur de front 116 fournit donc en sortie alors les impulsions au niveau bas. Si le temporisateur de protection 119 est réinitialisé, la sortie du circuit ET 120 passe à l'état bas, et le temporisateur de réinitialisation 117 est donc réinitialisé.
Comme expliqué ci-dessus, le temporisateur de réinitialisation 117 assure que l'unité de commande de génération de puissance de véhicule 1 revienne au mode de spécification de rapport cyclique depuis le mode de protection lorsque le signal à modulation PWM devient anormal uniquement temporairement de sorte que le générateur de véhicule 2 est commandé de façon optimale conformément à l'état du véhicule et à l'état de consommation de puissance des charges électriques.
Avec le présent mode de réalisation, il est possible d'éviter que la tension de génération sorte de la plage de tension normale même lorsque le signal à modulation PWM émis depuis l'unité ECU 3 devient anormal. On doit noter que, comme l'unité de commande de génération de puissance de véhicule 1 bascule du mode de spécification de rapport cyclique au mode de protection uniquement lorsque l'intervalle de temps durant lequel la tension de génération est en dehors de la plage de tension normale, dépasse un certain temps, on peut éviter que l'unité de commande de génération de puissance de véhicule 1 bascule inutilement vers le mode de protection lorsque la tension de sortie du générateur de véhicule 2 change momentanément. L'intervalle de temps est de préférence environ le double de la constante de temps d'excitation (temps de réponse du générateur de véhicule 2).
On doit également noter que lorsque la tension de génération est commandée près de la limite supérieure (ou de la limite inférieure), même si l'unité ECU 3 envoie de façon erronée le signal à modulation PWM présentant un facteur de rapport cyclique plus élevé (ou inférieur) à une valeur appropriée, et qu'en conséquence l'unité de commande de génération de puissance de véhicule 1 bascule dans le mode de protection, la tension de génération peut être maintenue près d'une valeur prévue, du fait que la tension cible est alors établie à limite supérieure (ou à la limite inférieure) de la plage de tension normale.
Bien que le présent mode de réalisation utilise un temporisateur de protection 119 et un temporisateur de réinitialisation 117, un seul compteur dans lequel une pluralité de valeurs de comptage différentes peuvent être établies séparément peut être utilisé à la place de ces deux compteurs.
Les modes de réalisation préférés expliqués ci-dessus constituent un exemple de l'invention de la présente demande qui est décrite uniquement par les revendications annexées ci-dessous. On doit comprendre que des modifications des modes de réalisation préférés peuvent être apportées telles qu'elles apparaîtront à l'homme de l'art.
Claims (8)
1. Unité de commande de génération de puissance de véhicule comprenant.
un circuit d'excitation fournissant un courant d'excitation à un générateur de véhicule et un circuit de commande commandant ledit courant d'excitation, ledit circuit de commande comprenant: une première fonction qui est validée lorsqu'un signal de commande reçu de l'extérieur désigne un premier mode pour commander ledit courant d'excitation de sorte qu'une puissance de sortie dudit générateur de véhicule soit maintenue à une valeur spécifiée par ledit signal de commande, une seconde fonction qui est validée lorsque ledit signal de commande désigne un second mode pour commander ledit courant d'excitation de sorte qu'une tension de génération dudit générateur de véhicule soit maintenue à une tension cible spécifiée par ledit signal de commande, et une troisième fonction qui est validée lorsque ledit signal de commande désigne ledit premier mode pour surveiller si ladite tension de génération est ou non dans une plage de tension prédéterminée et pour désactiver ladite première fonction de manière à commander ledit courant d'excitation de sorte que ladite tension de génération soit maintenue à une tension préétablie lors de la détection de. ce que ladite tension de génération est en dehors de ladite plage de tension prédéterminée.
2. Unité de commande de génération de puissance de véhicule selon la revendication 1, dans laquelle ladite troisième fonction est configurée pour désactiver ladite première fonction lorsqu'un intervalle de temps sur lequel ladite tension de génération est détectée comme étant en dehors de ladite plage de tension prédéterminée, dépasse un temps prédéterminé.
3. Unité de commande de génération de puissance de véhicule selon la revendication 2, dans laquelle ledit temps prédéterminé est sensiblement égal à deux fois la constante de temps d'excitation dudit générateur de véhicule.
19 2879851
4. Unité de commande de génération de puissance de véhicule selon la revendication 1, dans laquelle ladite tension préétablie est égale à l'une d'une limite supérieure et d'une limite inférieure de ladite plage de tension prédéterminée.
5. Unité de commande de génération de puissance de véhicule selon la revendication 1, dans laquelle ledit circuit est relié entre ladite tension de génération et un enroulement d'excitation dudit générateur de véhicule, et ledit circuit de commande comprend un comparateur de tension, ladite seconde fonction étant configurée pour exécuter une comparaison entre ladite tension cible et ladite tension de génération grâce à l'utilisation dudit comparateur de tension, et pour commander la conductivité dudit élément de commutation conformément à un résultat de ladite comparaison.
6. Unité de commande de génération de puissance de véhicule selon la revendication 5, dans laquelle ladite troisième fonction est configurée pour exécuter, grâce à l'utilisation dudit comparateur de tension, une comparaison entre ladite tension de génération et une tension ayant l'une de deux valeurs différentes prédéterminées, qui sont déterminées suivant lequel, d'un niveau haut et d'un niveau bas, présente une tension de sortie dudit comparateur de tension alors que ledit signal de commande désigne ledit premier mode, et configurée pour déterminer que ladite tension de génération est en dehors de ladite plage de tension prédéterminée si ladite tension de sortie dudit comparateur de tension est maintenue inchangée à l'un desdits niveaux haut et bas.
7. Unité de commande de génération de puissance de véhicule selon la revendication 6, dans laquelle ledit circuit de commande comprend une quatrième fonction consistant à désactiver ladite troisième fonction et à activer ladite première fonction lors de la détection d'un retour de ladite tension de génération dans ladite plage de tension prédéterminée, sur la base de ladite tension de sortie dudit comparateur de tension pendant que ledit signal de commande désigne ledit premier mode.
2879851 20
8. Système de commande de génération de puissance de véhicule comprenant des première et seconde unités de commande, ladite première unité de commande comprenant: un circuit d'excitation fournissant un courant d'excitation 5 à un générateur de véhicule, et un circuit de commande commandant ledit courant d'excitation, ledit circuit de commande comprenant: une première fonction qui est activée lorsqu'un signal de commande reçu de ladite seconde unité de commande désigne un premier mode pour commander ledit courant d'excitation de sorte qu'une puissance de sortie dudit générateur de véhicule soit maintenue à une valeur spécifiée par ledit signal de commande, une seconde fonction qui est activée lorsque ledit signal de commande désigne un second mode pour commander ledit courant d'excitation de sorte qu'une tension de génération dudit générateur de véhicule soit maintenue à une tension cible spécifiée par ledit signal de commande, et une troisième fonction qui est activée lorsque ledit signal de commande désigne ledit premier mode pour surveiller si ladite tension de génération est ou non dans une première plage de tension prédéterminée, et pour désactiver ladite première fonction de manière à commander ledit courant d'excitation de sorte que ladite tension de génération soit maintenue à une tension préétablie lors de la détection de ce que ladite tension de génération est en dehors de ladite première plage de tension prédéterminée, ladite seconde unité de commande comprenant: un premier circuit surveillant si ladite tension de 30 génération est ou non dans une seconde plage de tension de prédéterminée, et un second circuit produisant ledit signal de commande, ledit signal de commande désignant ledit premier mode lorsque ledit premier circuit détecte que ladite tension de génération est dans ladite seconde plage de tension prédéterminée, et désignant ledit second mode lorsque ledit premier circuit détecte que ladite tension de génération est en dehors de ladite seconde plage de tension prédéterminée.
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