FR2916278A1

FR2916278A1 - Procede de gestion d'un circuit d'une electrovanne d'un systeme de freinage electronique

Info

Publication number: FR2916278A1
Application number: FR0851789A
Authority: FR
Inventors: Cacheiro Jose Luis Parga; Ingo Koehler; Alexander Hey
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2008-03-20
Publication date: 2008-11-21
Anticipated expiration: 2028-03-20
Also published as: CN101299373B; FR2916278B1; DE102007014128A1; CN101299373A

Abstract

Procédé de gestion d'un circuit notamment du circuit d'une électrovanne comportant au moins deux branches de courant en parallèle, reliées électriquement par une première et par une seconde ligne de branchement à une source de tension, une branche de courant ayant un composant électrique capacitif dont le comportement en tension est connu, et l'autre branche de courant ayant un composant inductif notamment une bobine électrique, et un élément de commutation branché en série qui commande le composant inductif.Pour déterminer un défaut d'alimentation électrique du composant inductif on coupe tout d'abord l'une des lignes de branchement à l'aide d'un second élément de commutation, et ensuite on détecte la tension entre la première et la seconde ligne de branchement et on la compare au comportement en tension, connu du composant capacitif

Description

Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé de

gestion d'un circuit notamment du circuit d'une électrovanne comportant au moins deux branches de courant en parallèle, reliées électriquement par une première ligne de branchement et par une seconde ligne de branchement à une source de tension, notamment une source de tension en continu, une branche de courant ayant un composant électrique capacitif dont le comportement en tension est connu et l'autre branche de courant ayant un composant inductif notamment une bobine électrique, et un élément de commutation branché en série dans l'autre branche de courant qui commande le composant inductif. L'invention concerne également un circuit notamment pour appliquer un procédé selon une ou plusieurs des revendications 1 à 6, comportant au moins deux branches de courant en parallèle, reliées électriquement à une source de tension par une première ligne de branchement et une seconde ligne de branchement, notamment une source de tension continue, une branche de courant ayant un composant capacitif de comportement en tension connu et l'autre branche de courant ayant un composant inductif notamment une bobine électrique ainsi qu'un élément de commutation en série, pour commander le composant inductif. Etat de la technique Les procédés et les circuits du type défini ci-dessus sont connus. Les électrovannes comportent par exemple un circuit à deux branches de courant en parallèle, reliées électriquement par une première ligne de branchement et une seconde ligne de branchement à une source de tension électrique ; l'une des branches de courant comporte un composant capacitif par exemple un condensateur et l'autre branche de courant comporte une bobine électrique (bobine électromagnétique) pour actionner une vanne ou soupape et un élément de commutation pour commander la bobine, le branchement étant en série. Le comportement en tension du composant capacitif est connu. Lorsqu'on actionne de façon correspondante l'élément de commutation, la bobine reçoit du courant et un champ magnétique s'établit, agissant par exemple sur un induit solidaire d'un élément d'actionnement de l'électrovanne pour l'ouvrir ou la fermer. De telles électrovannes s'utilisent par exemple dans les systèmes de sécurité de véhicules automobiles comme système anti-blocage ABS et/ou système de stabilisation électronique ESP. Dans ces systèmes, l'électrovanne ou le circuit commandant l'électrovanne doit fonctionner de façon fiable. Si par exemple l'élément de commutation est défectueux ou en cas de courtcircuit dans la bobine produisant une commande défectueuse de l'électrovanne ou si cette électrovanne reste ouverte alors qu'elle constitue la vanne de sortie du système de frein, le liquide de frein io passe directement dans un réservoir au cours d'une phase de freinage et ce liquide ne sera pas disponible pour établir la pression des freins de roue. Exposé et avantages de l'invention L'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus 15 caractérisé en ce que pour déterminer un défaut d'alimentation électrique du composant inductif on coupe tout d'abord l'une des lignes de branchement à l'aide d'un second élément de commutation et ensuite on détecte la tension entre la première et la seconde ligne de branchement et on la compare au comportement en tension, connu du 20 composant capacitif. On a une alimentation électrique défectueuse si la bobine électrique est traversée par du courant, bien que le premier élément de commutation commandant la bobine n'est pas enclenché. De façon avantageuse, on exécute le procédé si le premier 25 élément de commutation est ouvert. S'il n'y a pas d'alimentation défectueuse, la tension diminue seulement lentement, amortie par le composant capacitif. La constante de temps dépend de la structure précise du circuit. Sans charge, dans le cas idéal cette constante de temps est infinie. En utilisant une ou plusieurs résistances 30 supplémentaires, pour un dimensionnement approprié on aura toujours une constante de temps relativement longue. On peut également envisager de dimensionner le circuit pour qu'une augmentation de la tension soit possible après la coupure de la ligne de branchement. En cas d'alimentation défectueuse, c'est-à-dire si du courant passe 35 accidentellement à travers la bobine, la bobine sera toujours traversée par du courant après la coupure de la ligne de branchement car l'établissement du champ magnétique ou du flux magnétique suppose que le courant continue de passer. Ce courant est fourni par le composant capacitif si bien que la tension entre la première et la seconde ligne de branchement chute plus rapidement que si la bobine n'était pas alimentée. La comparaison de la tension et d'un comportement de tension connu du composant capacitif permet de savoir si l'alimentation de bobine est défectueuse. De façon avantageuse en cas de détection d'alimentation défectueuse, on émet un signal avertisseur optique ou acoustique. De plus le second élément de commutation continue de rester ouvert. Selon un développement avantageux de l'invention, on saisit la tension à un instant prédéfini, avantageusement juste après la coupure de la ligne de branchement. Par une simple comparaison à un comportement de tension connu du composant capacitif à un instant donné on pourra déterminer de façon simple s'il y a un défaut de courant. De manière avantageuse, on prédéfinit une plage de tolérances telle que si la tension saisie se situe au-delà de cette plage, cela signifie qu'il y a un défaut d'alimentation en courant.

Selon une variante de réalisation de l'invention on saisit la tension dans un intervalle de temps prédéfini, avantageusement juste après la coupure de la ligne d'alimentation. On peut avantageusement faire plusieurs mesures de la tension et les comparer aux comportements de tension, connus du composant capacitif.

De manière particulièrement avantageuse, à partir des valeurs saisies dans l'intervalle de temps, on détermine la pente du flanc. Cela peut se faire de manière simple en comparant également à la pente connue d'un flanc pour le composant capacitif. Si par exemple la pente déterminée du flanc est relativement importante, on estime qu'il y a un défaut d'alimentation en courant de la bobine. Selon un développement de l'invention, la saisie de la tension se fait à l'aide d'un convertisseur analogique/numérique. Cela correspond à une possibilité particulièrement simple de saisir la tension ou la courbe de la tension après l'interruption de la ligne de branchement. Par exemple pour exploiter la pente du flanc, on retranche les valeurs de détection successives fournies par le convertisseur analogique/numérique, les unes des autres. Pour un taux de détection connu, on compare ensuite la différence à la pente maximale autorisée (connue) du flanc. Pour un dépassement de la pente maximale autorisée du flanc, comme indiqué, on estime qu'il y a un défaut d'alimentation électrique de la bobine. De manière avantageuse, le premier et/ou le second élément de commutation est un commutateur mécanique ou de préférence un transistor MOSFET (transistor à effet de champ semi-conducteur métal-oxyde). De façon avantageuse, la bobine est commandée vers la masse par le premier élément de commutation. Le circuit avantageux prévoit un second élément de commutation installé dans l'une des lignes de branchement et comportant des moyens pour saisir la tension entre la première et la 15 seconde ligne de branchement pour déterminer un défaut d'alimentation électrique du composant inductif. Le second élément de commutation permet de couper l'une des lignes de branchement pour reconnaître un défaut d'alimentation électrique de la bobine. Des moyens sont prévus pour détecter la tension entre la première et la 20 seconde ligne de branchement. Les moyens détectent avantageusement la tension à un instant prédéfini ou à un intervalle de temps prédéfini. De façon préférentielle, les moyens comportent au moins un convertisseur analogique/numérique qui détecte la tension selon un taux de détection connu. 25 De façon avantageuse, les moyens comportent au moins une unité de calcul ou une unité de mémoire ; dans l'unité de mémoire on enregistre de préférence le comportement de la tension du composant électrique capacitif et l'unité de calcul compare la tension saisie à la tension connue du composant capacitif pour conclure ainsi à 30 un défaut d'alimentation électrique de la bobine. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le premier et/ou le second élément de commutation du circuit est un transistor MOFSET.

De façon avantageuse le premier élément de commutation est un commutateur côté bas ou un commutateur côté haut. De manière avantageuse, la première ligne de branchement ou la seconde ligne de branchement constitue un chemin de masse. Le montage du second élément de commutation peut ainsi couper le chemin d'alimentation ou chemin de masse. L'invention concerne également une électrovanne, notamment une électrovanne d'un système de freinage électronique tel qu'un système anti-blocage ou un système de stabilisation électronique d'un véhicule équipé du montage décrit ci-dessus. En outre l'invention concerne un système électronique de freinage d'un véhicule automobile notamment d'un système antiblocage ou d'un système de stabilisation ayant au moins une électrovanne notamment une électrovanne de sortie et le système de frein électronique comporte au moins un circuit tel que décrit ci-dessus. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre un premier exemple de réalisation d'un circuit avantageux ; - la figure 2 montre un second exemple de réalisation d'un circuit avantageux ; - la figure 3 montre un troisième de réalisation d'un circuit avantageux ; - la figure 4 montre un quatrième exemple de réalisation d'un circuit avantageux ; - la figure 5 montre une comparaison donnée à titre d'exemple d'une tension de fixation à l'aide d'un comportement de tension connu et d'un composant capacitif. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre un premier exemple de réalisation d'un circuit 1 avantageux. Le circuit 1 comprend une première branche de courant 2 et une seconde branche de courant 3. Ces branches en parallèle sont reliées électriquement par une première ligne de branchement 4 et une seconde ligne de branchement 5 à une première source de tension 6 en forme de source de tension continue 7. La seconde branche de courant 3 comporte un composant capacitif 9 en forme de condensateur 8. La première branche de courant 2 comporte un branchement en série d'un composant électrique inductif 10 formé par une bobine électrique 11 comme bobine électromagnétique 12 d'une électrovanne et d'un premier élément de commutation 13 réalisé comme commutateur MOSFET 14. A l'aide de l'élément de commutation 13 on commande la bobine 11 par le fonctionnement du circuit 1 pour ouvrir ou fermer l'électrovanne. La seconde ligne de branchement 5 est un chemin relié à la masse 15 ; la première ligne de branchement 4 comporte un second élément de commutation 16 réalisé sous la forme d'un transistor MOSFET de commutation 17. La ligne de branchement 4 est en outre reliée à un moyen 18 saisissant la tension entre la ligne de branchement 4 servant de ligne d'alimentation et le chemin de masse 15. De façon avantageuse, le moyen 18 est ou comporte un convertisseur analogique/numérique 19. En fonctionnement du circuit 1, par exemple par suite d'un défaut ou d'un court-circuit dans l'élément de commutation 13 ou d'un court-circuit de la bobine 11 il peut arriver que la bobine 11 soit traversée par du courant bien que l'élément de commutation 13 ne soit pas débloqué. Cela signifierait que l'électrovanne serait activée accidentellement, c'est-à-dire serait ouverte ou fermée accidentellement. Dans l'application de l'électrovanne à des systèmes de sécurité, cela peut entraîner des risques élevés. Pour déterminer si une alimentation défectueuse du composant inductif 10 existe, on ouvre le second élément de commutation 16 pour couper la ligne de raccordement 4. En l'absence de courant de défaut, la tension saisie par le moyen 18 entre la ligne de branchement 4 et la ligne de branchement 5 diminue lentement en étant amortie par le condensateur 8. En cas d'alimentation électrique défectueuse, après l'ouverture de l'élément de commutation 16, la bobine 11 reste traversée par du courant. L'atténuation du flux magnétique nécessite ainsi un passage de courant qui se poursuit.

Comme il n'y a pas de chemin de roue libre, le courant doit être fourni par le condensateur 8 si bien que la tension chute plus rapidement entre les lignes 4 et 5. La figure 5 montre un exemple de diagramme représentant la courbe de la tension U en fonction du temps t, entre les lignes de branchement 4 et 5 dans un cas normal et dans le cas d'une alimentation électrique défectueuse. Alors que la tension du comportement connu caractérisée par la courbe 20 en situation normale diminue assez régulièrement, dans le cas du défaut correspondant de la courbe 21, la tension saisie U diminue beaucoup plus rapidement. En surveillant le comportement transitoire de la tension U après la coupure de l'élément de commutation 6 on peut ainsi déceler ou déterminer une alimentation électrique défectueuse. Cela peut se faire par l'exploitation de la pente du flanc et/ou par une seule mesure de la tension entre les lignes de branchement 4, 5 juste après la coupure de l'élément de commutation 16. Si la pente de flanc obtenue est trop grande par comparaison avec le comportement en tension 20 du condensateur 8 ou si la tension mesurée au cours d'une mesure unique est trop faible, on considérera qu'il y a un défaut ou une alimentation électrique défectueuse. Pour l'exploitation de la pente du flanc on peut exploiter des valeurs de détection successives fournies par le convertisseur analogique/numérique et correspondant à un taux de détection connu ; on soustrait les unes des autres, les valeurs de détection successives et on compare la différence à la pente maximale autorisée du flanc ou au comportement en tension connu du condensateur 8 ; en cas de concordance, on considérera qu'il y a un défaut. Lorsqu'un défaut d'alimentation électrique est décelé, on peut couper la bobine 11 de manière redondante par le second élément de commutation 16.

En option on peut brancher une résistance 22 en parallèle au condensateur 8. La figure 1 montre aussi une autre résistance 23 reliant en option le noeud entre l'élément de commutation 16 et la bobine 11 à une seconde source de tension 24 également une source de tension continue 25. Les résistances 22 et/ou 23 permettent d'influencer la constante de temps du condensateur 8. Sans la charge, dans le cas idéal, la constante de temps est infinie ; par un dimensionnement approprié des résistances 22 et 23 on aura toujours une constante de temps relativement importante. On peut également modifier le dimensionnement du circuit et augmenter la tension saisie.

Si dans le présent mode de réalisation du circuit 1, la tension saisie chute en cas de fin de commutation, pour passer significativement en dessous de la tension de porte de l'élément de commutation 16, le courant résiduel sera coupé par l'élément de commutation 16. En variante on pourra choisir un autre chemin de commutation de coupure comme par exemple une diode installée dans le sens bloquant entre la ligne de branchement 4 et le chemin de mesure 15. De façon avantageuse, on peut également prévoir pour la commande de la bobine, la diode parasitaire du corps du composant MOSFET d'une autre branche en parallèle. Le but est que la tension saisie n'atteigne pas de valeur négative à partir d'un certain courant initial de bobine qui pourrait produire une oscillation amortie. Mais il n'est pas indispensable d'éviter les oscillations. Les sources de tension 6 et 24 peuvent être constituées par deux sources de tension différentes ou d'une unique source de tension. Le condensateur 8 peut ne pas être relié à la masse mais à la ligne de branchement 4 qui, dans ce cas, constitue la ligne d'alimentation 26 pour être mis à n'importe quel autre potentiel fixe. A titre d'exemple, on peut envisager un branchement en parallèle à l'élément de commutation 16. En variante, les éléments de commutation 16 et 13 peuvent être des commutateurs mécaniques. Les figures 2, 3, 4 montrent d'autres modes de réalisation du circuit 1 qui correspondent pour l'essentiel au circuit 1 de la figure 1 de sorte que la description donnée ci-après se limiter aux différences. La figure 2 montre le circuit 1 qui à la différence de la figure 1, comporte un élément de commutation ou commutateur MOSFET 14 comme commutateur côté haut 26 alors que dans la réalisation de la figure 1, il constitue un commutateur côté bas 27. On détermine un défaut d'alimentation électrique comme cela a été décrit. La diode Zener entre le drain et la porte est supprimée dans cet exemple de réalisation selon la figure 2. La diminution de la tension source occasionnée par le courant dans la bobine, lorsqu'on coupe ou que l'on ouvre l'élément de commutation 13, ouvre le commutateur MOSFET 14 automatiquement et permet de commuter le courant. Les figures 3 et 4 montrent les modes de réalisation des figures 1 et 2 avec comme différence essentielle, l'élément de commutation 16 dans le chemin de masse 15 du circuit 1. Dans ces exemples de réalisation, la tension saisie augmente lorsqu'on ouvre ou que l'on coupe l'élément de commutation 16 en cas de défaut ; ainsi en cas de défaut d'alimentation électrique, la tension augmente rapidement alors qu'en l'absence de défaut, après la coupure, elle passe pratiquement à 0 volt ou par exemple elle augmente plus lentement à cause de courants de fuite ou de moyens supplémentaires installés dans le circuit. Lorsqu'on utilise un commutateur MOFSET 14, si l'alimentation électrique défectueuse de la bobine 11 est occasionnée par exemple par une résistance parasite entre le drain et la porte, le comportement est celui d'une diode Zener. Ce n'est que lorsque la tension entre les lignes de branchement 4 et 5 est suffisante pour dépasser la tension de seuil à la porte, que le commutateur MOSFET 14 s'ouvre. Pour détecter une résistance parasite entre le drain et la porte du commutateur MOSFET 14, on peut aussi surveiller la tension de porte. 30

Claims

REVENDICATIONS

1 ) Procédé de gestion d'un circuit notamment du circuit d'une électrovanne comportant au moins deux branches de courant en parallèle, reliées électriquement par une première ligne de branchement et par une seconde ligne de branchement à une source de tension, notamment une source de tension en continu, une branche de courant ayant un composant électrique capacitif dont le comportement en tension est connu et l'autre branche de courant ayant un composant inductif notamment une bobine électrique, et à l'aide d'un élément de commutation branché en série dans l'autre branche de courant on commande le composant inductif, caractérisé en ce que pour déterminer un défaut d'alimentation électrique du composant inductif on coupe tout d'abord l'une des lignes de branchement à l'aide d'un second élément de commutation et ensuite on détecte la tension entre la première et la seconde ligne de branchement et on la compare au comportement en tension, connu du composant capacitif.

2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détecte la tension à un instant prédéfini.

3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détecte la tension dans un intervalle de temps prédéfini.

4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine la tension comme une pente de flanc.

5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on saisit la tension à l'aide d'un convertisseur analogique/numérique. 35 6 ) Procédé selon la revendication 1, 2530caractérisé en ce que le premier et/ou le second élément de commutation est un transistor MOSFET. 7 ) Circuit notamment pour appliquer un procédé selon une ou plusieurs des revendications 1 à 6, comportant au moins deux branches de courant en parallèle, reliées électriquement à une source de tension par une première ligne de branchement et une seconde ligne de branchement, notamment une source de tension continue, une branche de courant ayant un composant capacitif de comportement en tension connu et l'autre branche de courant ayant un composant inductif notamment une bobine électrique ainsi qu'un élément de commutation en série, pour commander le composant inductif, caractérisé par un second élément de commutation (16) installé dans l'une des lignes de branchement (4, 5) et des moyens (18) pour saisir la tension entre la première (4) et la seconde (5) ligne de branchement, pour déterminer un défaut d'alimentation du composant inductif (10). 8 ) Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens (18) comprennent au moins un convertisseur analogique/numérique (19). 9 ) Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens (18) comprennent au moins une unité de calcul et une mémoire. 10 ) Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que le premier (13) et/ ou le second (16) élément de commutation est un transistor MOSFET (14, 17). 35 5 1011 ) Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que le premier élément de commutation (13) est un commutateur côté bas (27) ou un commutateur côté haut (26). 12 ) Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que la première ligne de branchement (4) ou la seconde ligne de branchement (5) sont constituées par un chemin de masse (15). 13 ) Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que le composant capacitif (9) est un condensateur (8). 15 14 ) Electrovanne notamment d'un système ABS et/ou ESP d'un véhicule automobile, caractérisée par un circuit selon l'une ou plusieurs des revendications 7 à 13. 20 15 ) Système de frein électronique de véhicule automobile notamment système anti-blocage ou système de stabilisation ayant au moins une électrovanne notamment une électrovanne de sortie, caractérisé par au moins un circuit selon une ou plusieurs des revendications 7 à 13. 25 30