FR2991461A1 - Procede de diagnostic d'un commutateur de securite d'un dispositif d'alimentation electrique securise d'un vehicule automobile hybride et dispositif d'alimentation electrique securise correspondant - Google Patents

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Abstract

Le procédé est mis en oeuvre dans un commutateur de sécurité (9) comportant une paire de transistors MOSFET de puissance. Des premières mesures de tension (V , V ) sont effectuées sur des premières bornes (D1, D2) des transistors et un état du commutateur de sécurité est déduit de ces premières mesures. Le procédé comporte également les étapes de relier une seconde borne commune (S) des transistors à une résistance de rappel (13), d'effectuer une seconde mesure de tension (V ) sur cette seconde borne (S), de déterminer une différence entre les premières mesures de tension, de comparer en valeur absolue cette différence à un premier seuil de tension prédéterminé et la seconde mesure de tension à un second seuil de tension prédéterminé, de déduire que le commutateur de sécurité est "fermé" si la différence est inférieure en valeur absolue au premier seuil prédéterminé et si la seconde mesure de tension est simultanément supérieure en valeur absolue au second seuil de tension prédéterminé, et de déduire que le commutateur de sécurité est "ouvert" si la seconde mesure de tension est inférieure en valeur absolue au second seuil de tension prédéterminé.

Description

-1- PROCEDE DE DIAGNOSTIC D'UN COMMUTATEUR DE SECURITE D'UN DISPOSITIF D'ALIMENTATION ELECTRIQUE SECURISE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE HYBRIDE ET DISPOSITIF D'ALIMENTATION ELECTRIQUE SECURISE CORRESPONDANT DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION. La présente invention concerne un procédé de diagnostic d'un commutateur de sécurité d'un dispositif d'alimentation électrique sécurisé d'un véhicule automobile hybride, ainsi que ce dispositif d'alimentation électrique sécurisé.
ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION. Les véhicules automobiles à moteur thermique comportent classiquement un réseau électrique de bord comprenant une batterie, généralement de 12 V, destiné à alimenter en énergie électrique les divers équipements, notamment un démarreur, indispensable pour assurer le démarrage du moteur thermique. Après le démarrage, un alternateur accouplé au moteur thermique assure la charge de la batterie. De nos jours, le développement de l'électronique de puissance permet d'alimenter et de piloter une seule machine électrique tournante polyphasée réversible qui remplace avantageusement le démarreur et l'alternateur.
Dans un premier temps, cette machine, connue sous le nom d'alterno- démarreur, avait essentiellement pour but de remplir les fonctions autrefois dédiées à l'alternateur et au démarreur, et, accessoirement, de récupérer l'énergie au freinage, ou d'apporter un supplément de puissance et de couple au moteur thermique.
Dans le but d'accroître la puissance et d'améliorer le rendement de l'alterna- démarreur en augmentant sa tension de fonctionnement tout en conservant la possibilité d'utiliser d'autres équipements standards, prévus pour une alimentation de 12 V, notamment les batteries au plomb, a été développée une architecture dite "14 + X", ou "micro-hybride".
Cette architecture consiste donc en un premier réseau électrique de puissance reliant l'alterno-démarreur à un élément de stockage d'énergie électrique fonctionnant à une tension supérieure à 12 V, pouvant atteindre 42 V, et en un second réseau électrique de service reliant tous les autres équipements. L'adaptation des niveaux de tensions entre les deux réseaux, l'un à basse 35 tension et l'autre à haute tension, est assurée par un convertisseur continu/ continu réversible. Dans un second temps, des considérations écologiques, ont conduit à concevoir des alterno-démarreurs ayant une puissance, de l'ordre de 8 à 10 KW, suffisante pour entraîner le véhicule à faible vitesse, par exemple en environnement urbain. De telles puissances n'ont pu être obtenues tout en conservant des machines électriques compactes qu'en portant la tension du réseau électrique de puissance à une haute tension, de l'ordre de 60 V, bien supérieure à la tension nominale des batteries au plomb classiques.
Dans une architecture dite "full-hybrid" en terminologie anglaise, c'est-à-dire une architecture dans laquelle le véhicule peut être entraîné à pleine vitesse par le moteur électrique, la tension du réseau électrique de puissance est encore supérieure à celle utilisée dans l'architecture électrique précédente (dite "mild-hybrid" en terminologie anglaise, par comparaison), et peut atteindre 120 V.
Pour de multiples raisons, et en particulier pour des raisons de sécurité, il est nécessaire de prévoir un système de déconnexion pour protéger à la fois l'élément de stockage d'énergie électrique et des éléments associés connectés au réseau à haute tension, tels que le convertisseur continu/ continu ou un onduleur. Généralement ce système de déconnexion est réalisé au moyen de relais de 20 puissance électromagnétiques, comme le décrit notamment la demande de brevet japonaise J P2001023700. En plus de la fonction de déconnexion de l'élément de stockage d'énergie électrique du réseau électrique à haute tension, le système de déconnexion doit limiter l'appel de courant au moment de la connexion en préchargeant les charges 25 capacitives connectées à ce réseau. Comme le montre également la demande japonaise précitée, une solution connue pour tenir compte de cette contrainte consiste à ajouter un relais de puissance électromagnétique supplémentaire en série avec une résistance de puissance pour constituer un circuit de précharge. 30 Ces relais de puissance électromagnétiques présentent de nombreux inconvénients, notamment une durée de vie limitée, palliés par la mise en oeuvre de relais de puissance à semi-conducteurs proposée par l'entité inventive dans une demande de brevet antérieure non encore publiée. Pour des raisons de sécurité, déjà évoquées, il convient de connaître l'état 35 "Ouvert" ou "Fermé" du système de déconnexion. -3- Dans le but de connaître l'état de la connexion, il va de soi qu'il est possible de mesurer l'intensité du courant dans le circuit d'alimentation, et de générer un signal de déconnexion si l'intensité mesurée est inférieure à un certain seuil. Une solution de ce type est utilisée dans le mécanisme de sécurité pour un chargeur de véhicule électrique décrit dans la demande brevet japonais JP2011244661. Une autre solution évidente consiste à mesurer la différence de potentiel entre les bornes du contacteur de sécurité. Une tension non nulle indique que le contacteur est ouvert. Une telle méthode est utilisée pour faire le diagnostic d'un commutateur de sécurité d'un véhicule électrique hybride dans la demande de brevet coréenne KR20030065757. L'inconvénient principal de ces deux solutions connues, même si elles sont mises en oeuvre conjointement, est qu'il est impossible de savoir si le contacteur est ouvert ou fermé quand le courant et la tension sont nuls simultanément. Il existe donc un besoin pour une nouvelle solution permettant de lever 15 l'indétermination dans ce cas, et de tirer tous les bénéfices du remplacement de contacteurs électromagnétiques par des commutateurs à semi-conducteurs. DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION. La présente invention vise donc à pallier les inconvénients des systèmes de 20 déconnexion d'un élément de stockage d'énergie électrique connus de l'état de la technique. Elle concerne précisément un procédé de diagnostic d'un commutateur de sécurité d'un dispositif d'alimentation électrique sécurisé d'un véhicule automobile hybride. 25 Un tel dispositif d'alimentation électrique sécurisé comprend classiquement un élément de stockage d'énergie électrique à haute tension et un circuit d'alimentation comprenant ce commutateur de sécurité reliant l'élément de stockage d'énergie électrique à un réseau électrique à haute tension du véhicule. Le procédé dont il s'agit est du type de ceux consistant à: 30 - effectuer des premières mesures de tension à des premières bornes du commutateur de sécurité; - déduire de ces premières mesures de tension l'état du commutateur de sécurité. Le procédé selon l'invention est remarquable en ce qu'il consiste en outre, le commutateur de sécurité étant avantageusement constitué d'un premier relais de 35 puissance à semi-conducteur comportant une paire de transistors MOSFET de -4- puissance montés tête-bêche en série, à: - relier une seconde borne commune à cette paire à une résistance de rappel; - effectuer une seconde mesure de tension sur cette seconde borne; - déterminer une différence entre les premières mesures de tension; - comparer en valeur absolue cette différence à un premier seuil de tension prédéterminé et la seconde mesure de tension à un second seuil de tension prédéterminé; - déduire que le commutateur est "fermé" si la différence est inférieure en valeur absolue au premier seuil prédéterminé et si la seconde mesure de tension est 10 simultanément supérieure en valeur absolue au second seuil de tension prédéterminé; - déduire que le commutateur est "ouvert" si la seconde mesure de tension est inférieure en valeur absolue au second seuil de tension prédéterminé. Dans le cas où un circuit de précharge comportant un second relais de 15 puissance en série avec une résistance de puissance est connecté en parallèle sur les premières bornes ou bien en parallèle entre la seconde borne et l'une des premières bornes, le procédé selon l'invention consiste en outre avantageusement à déduire que l'état du commutateur de sécurité correspond à un mode de précharge si la différence est supérieure en valeur absolue au premier seuil de tension 20 prédéterminé et si la seconde mesure de tension est simultanément supérieure en valeur absolue au second seuil de tension prédéterminé. Alternativement, le procédé selon l'invention consiste en outre de préférence à déduire que l'état dudit commutateur de sécurité correspond à un mode de précharge où les transistors MOSFET de puissance fonctionnent en mode linéaire, 25 si la différence est supérieure en valeur absolue au premier seuil de tension prédéterminé et si la seconde mesure de tension est supérieure en valeur absolue au second seuil de tension prédéterminé. Dans l'un et l'autre cas, on tirera bénéfice du fait que le procédé selon l'invention consiste en outre à: 30 - effectuer une mesure d'intensité d'un courant circulant dans le circuit d'alimentation; - effectuer une comparaison de cette mesure d'intensité à un seuil d'intensité prédéterminé; - réaliser un test de cohérence sur l'état du commutateur de sécurité déduit des 35 premières et seconde mesures de tension en fonction du résultat de la comparaison. Fort avantageusement, une erreur est signalée si la mesure d'intensité est supérieure au seuil d'intensité prédéterminé et si la seconde mesure de tension est simultanément inférieure en valeur absolue au second seuil de tension 5 prédéterminé. L'invention concerne aussi un dispositif d'alimentation électrique sécurisé d'un véhicule automobile hybride apte à la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. Ce dispositif est du type de ceux qui comprennent un élément de stockage 10 d'énergie électrique à haute tension et un circuit d'alimentation comprenant un commutateur de sécurité apte à relier l'élément de stockage d'énergie électrique à un réseau électrique à haute tension du véhicule. Ce dispositif est remarquable en ce que le commutateur de sécurité est constitué d'un premier relais de puissance à semi-conducteur comportant une paire 15 de transistors MOSFET de puissance montés tête-bêche en série entre deux premières bornes dans le circuit d'alimentation, et en ce qu'une résistance de rappel est connectée à une seconde borne commune à cette paire. Ce dispositif d'alimentation électrique sécurisé comprend en outre avantageusement des premiers moyens de mesure d'une différence de tension 20 entre les premières bornes et des deuxièmes moyens de mesure d'une à la seconde borne. De préférence, le dispositif comprend en outre des troisièmes moyens de mesure d'une intensité d'un courant circulant dans le circuit d'alimentation. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, un circuit de 25 précharge comportant un second relais de puissance en série avec une résistance de puissance est avantageusement connecté en parallèle sur les premières bornes ou bien en parallèle entre la seconde borne et l'une des premières bornes. On tire bénéfice du fait que le dispositif d'alimentation électrique sécurisé selon l'invention comprend en outre des moyens de détermination d'un état du 30 commutateur de sécurité en fonction de signaux fournis par les premiers et deuxièmes moyens de mesure, et, de préférence, par les troisièmes moyens de mesure. Ces quelques spécifications essentielles auront rendu évidents pour l'homme de métier les avantages apportés par l'invention par rapport à l'état de la technique 35 antérieur. -6- Les spécifications détaillées de l'invention sont données dans la description qui suit en liaison avec les dessins ci-annexés. Il est à noter que ces dessins n'ont d'autre but que d'illustrer le texte de la description et ne constituent en aucune sorte une limitation de la portée de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS. La Figure 1 montre schématiquement un dispositif d'alimentation électrique d'un véhicule automobile hybride connu de l'état de la technique utilisant des relais 10 électromagnétiques de puissance. La Figure 2 montre schématiquement un dispositif d'alimentation électrique d'un véhicule automobile utilisant des relais de puissance à semi-conducteur du type de ceux développés par l'entité inventive. La Figure 3 illustre le principe d'un dispositif d'alimentation électrique 15 sécurisé d'un véhicule automobile hybride comportant un relais de puissance à semi-conducteur et une résistance de rappel selon l'invention. La Figure 4 montre schématiquement un dispositif d'alimentation électrique sécurisé d'un véhicule automobile hybride selon un premier mode de réalisation de l'invention. 20 Les Figures 5 et 6 montrent schématiquement un dispositif d'alimentation électrique d'un véhicule automobile hybride selon deux variantes d'un second mode de réalisation de l'invention, mettant en oeuvre un semi-conducteur soit de type N (Figure 5), soit de type P (Figure 6) dans le circuit de précharge. La Figure 7 montre schématiquement un exemple de réalisation de premiers 25 moyens de mesure d'une différence de tension entre les premières bornes du commutateur de sécurité. La Figure 8 montre schématiquement un exemple de réalisation de deuxièmes moyens de mesure d'une tension sur la résistance de rappel. 30 DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES DE L'INVENTION. Un rappel, en liaison avec la Figure 1, des caractéristiques d'un dispositif d'alimentation électrique d'un véhicule automobile hybride connu de l'état de la technique permettra de bien comprendre l'apport de l'invention. Un tel dispositif d'alimentation électrique se présente généralement sous la -7- forme d'un ensemble compact 1 comprenant essentiellement un élément de stockage d'énergie électrique 2 qui est fréquemment constitué dune batterie lithium-ion de forte capacité et de tension nominale élevée, de 60 V ou plus. Un connecteur d'alimentation 3 présentant au moins deux bornes de 5 connexion HV+, HV- permet de relier la batterie interne 2 à un réseau électrique à haute tension du véhicule via un circuit d'alimentation 4 muni d'un premier relais de puissance électromagnétique 5. Un circuit de précharge 6 comportant un second relais de puissance électromagnétique 7 et une résistance de puissance 8 en série permet de relier la 10 batterie 2 au réseau électrique à haute tension en limitant l'appel de courant au moment de la connexion dû aux charges capacitives. Il y a, classiquement, trois modes de fonctionnement du dispositif d'alimentation électrique 1 montré sur la Figure 1: - DECONNECTE: les premier et second relais de puissance 15 électromagnétiques 5, 7 sont ouverts; - PRECHARGE: le premier relais de puissance électromagnétique 5 est ouvert, le second relais de puissance électromagnétique 7 est fermé; - CONNECTE: le premier relais de puissance électromagnétique 5 est fermé. Les premier et second relais de puissance électromagnétiques 5, 7 sont 20 commandés de manière connue par une unité de contrôle électronique du véhicule. Afin de mettre en oeuvre une fonction de diagnostic/ contrôle du premier relais de puissance électromagnétique 5, il est connu de mesurer une différence de tension Vb - Va aux premières bornes du premier relais de puissance électromagnétique 5 et de mesurer une intensité I d'un courant circulant dans le 25 circuit d'alimentation 4. Une première table de vérité Table I est utilisée pour déterminer l'état du premier relais de puissance électromagnétique 5 en fonction des variables logiques DDP et COURANT définies de la manière suivante: DDP = 0 : La différence de tension est nulle (ou inférieure à un premier seuil de 30 tension prédéterminée); DDP =1: La différence de tension est non nulle (ou supérieure à un premier seuil de tension prédéterminée); COURANT = 0 : L'intensité I du courant qui circule dans le circuit d'alimentation 4 est nulle (ou inférieure à un seuil d'intensité prédéterminé); 35 COURANT = 1 : L'intensité I du courant qui circule dans le circuit d'alimentation 4 - 8 - est non nulle (ou supérieure à un seuil d'intensité prédéterminé); DDP COURANT Etat du relais 0 0 Indéterminé 0 1 Fermé 1 0 Ouvert 1 1 Précharge Table I Cette table de vérité montre qu'il existe un état indéterminé où il est impossible de savoir si le premier relais de puissance électromagnétique 5 est ouvert ou fermé, et donc d'effectuer un diagnostic complet. Il est possible de réaliser un diagnostic/ contrôle de la même manière du dispositif d'alimentation électrique montré sur la Figure 2, qui est un dispositif analogue à celui montré sur la Figure 1 mais dans lequel l'entité inventive a remplacé les relais de puissance électromécaniques 5, 7 par des relais de puissance à semi-conducteur 9, 10. L'élément de stockage d'énergie électrique 2 est relié au connecteur d'alimentation 3 par un circuit d'alimentation 4 comprenant un premier relais de 15 puissance à semi-conducteur 9 à la place du premier relais de puissance électromagnétique 5. Ce premier relais de puissance à semi-conducteur 9 comporte une paire de transistors MOSFET de puissance (MOSFET est l'acronyme en anglais de "Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor", qui se traduit par "Transistor à Effet 20 de Champ à structure Métal-Oxide-Semiconducteur"). Ces deux transistors MOSFET de puissance 11, 12 sont montés tête-bêche en série pour isoler complètement l'élément de stockage d'énergie électrique 2 du réseau grâce au diodes internes que présentent ce type de semiconducteurs. En effet, dans le cas où le premier relais de puissance à semi-conducteur 9 25 est inséré dans une ligne d'alimentation positive HV+, tel que représenté sur la Figure 2, l'ouverture de celui des transistors MOSFET de puissance 11 dont un premier drain D1 est connecté la borne de connexion positive HV+ du connecteur d'alimentation 3 a pour effet de déconnecter l'élément de stockage d'énergie électrique 2 mais ne protège pas contre les surtensions générées par les éléments à haute tension du réseau. L'ouverture de celui des transistors MOSFET de puissance 12 dont un second drain D2 est connecté à une borne positive de l'élément de stockage d'énergie électrique 2 assure une déconnexion complète grâce au montage têtes bêche. Un circuit de précharge 6 permet de relier l'élément de stockage d'énergie électrique 2 au réseau électrique haute tension en limitant l'appel de courant dans les charges capacitives avant la fermeture du premier relais de puissance à semiconducteur 9. 10 Ce circuit de précharge 6 est connecté en parallèle sur ce premier relais de puissance à semi-conducteur 9 et comporte un second relais de puissance à semiconducteur 10 en série avec la résistance de puissance 8 en remplacement du second relais de puissance électromécanique 7 connu. Dans le mode de réalisation montré sur la Figure 2, ce second relais de 15 puissance à semi-conducteur 10 comporte une autre paire de transistors MOSFET de puissance, montés tête-bêche en série. Une mesure de la différence de premières tensions Vb - Va entre le second drain D2 et le premier drain D1 de la paire de transistors MOSFET 9, et une mesure de l'intensité I du courant permet de construire une table de vérité qui présente 20 toujours l'inconvénient de comporter un état indéterminé. La paire de transistors de puissance 11, 12 du premier relais de puissance 9 permet de constituer un commutateur de sécurité 9, dont le diagnostic de l'état par le procédé selon l'invention pallie cet inconvénient. Ce procédé repose sur l'utilisation d'une résistance de rappel 13 et sur une 25 mesure d'une seconde tension sur cette résistance de rappel 13 comme il le sera maintenant expliqué en liaison avec la Figure 3. La Figure 3 illustre le principe d'un dispositif d'alimentation sécurisé 14 en ce sens que le diagnostic du commutateur de sécurité 9 est complet, sans état indéterminé. 30 La résistance de rappel 13 est reliée à une seconde borne commune S de la paire de transistors 9. Dans un mode de réalisation général montré sur la Figure 3, il s'agit d'une résistance de rappel au niveau bas, c'est-à-dire reliée à une ligne d'alimentation négative HV- du circuit d'alimentation 4, le commutateur de sécurité 9 étant inséré 35 dans la ligne d'alimentation positive HV+. - 10 - Une seconde mesure de tension VS sur la seconde borne S (par rapport à la ligne d'alimentation négative HV-) et l'introduction d'une variable logique supplémentaire VS en plus de la variable logique DDP définie précédemment permet de définir une deuxième table de vérité Table II pour effectuer le diagnostic.
La variable logique supplémentaire VS est définie par: VS = 0 : La tension VS est nulle (ou inférieure à un second seuil de tension prédéterminée); VS =1: La tension VS est non nulle (ou supérieure à un second seuil de tension prédéterminée).
Dans ce mode de réalisation général de l'invention, les transistors de puissance 11, 12, outre leur utilisation en commutation pour connecter et déconnecter l'élément de stockage d'énergie électrique 2, sont également utilisés dans un mode de fonctionnement linéaire pour limiter l'appel de courant au cours de la précharge.
Une résistance passante de ces transistors de puissance 11, 12 pour une tension de grille prédéterminée remplace la résistance de puissance 8 classiquement montée dans les circuits de précharge 6 connus. Les états du commutateur de sécurité en fonction des variables logiques DDP et VS sont: DDP VS Etat Commutateur 0 0 Ouvert 0 1 Fermé 1 0 Ouvert 1 1 Précharge Table II On constate qu'il n'existe pas d'état indéterminé. Si le résultat de la table de vérité ne correspond pas à une commande émise par l'unité de contrôle 25 électronique, alors le commutateur de sécurité 9 présente un défaut. Un avantage supplémentaire de procédé de diagnostic est qu'une mesure de l'intensité I du courant d'alimentation n'est pas nécessaire. Toutefois la prise en compte de la mesure de l'intensité I , permet de réaliser un test de cohérence sur l'état du commutateur de sécurité 9 déterminé en fonction -11- des variables logiques DDP et VS, comme le montre par exemple la troisième table de vérité Table III suivante: DDP COURANT VS Etat Commutateur 0 0 0 Ouvert 0 0 1 Fermé 0 1 0 Erreur 0 1 1 Fermé 1 0 0 Ouvert 1 0 1 Fin de Précharge ou erreur 1 1 0 Erreur 1 1 1 Précharge Table III Les états du contacteur de sécurité 9 en erreur permettent de détecter que l'une des mesures Vb - Va, I ou VS correspondant respectivement aux variables logiques DDP, COURANT et VS est erronée. Le procédé de diagnostic de l'état d'un commutateur de sécurité 9 décrit ci-10 dessus est applicable à plusieurs modes de réalisation particuliers et variantes du dispositif d'alimentation électrique sécurisé 14 selon l'invention. La Figure 4 montre un premier mode de réalisation préféré dans lequel une résistance de rappel au niveau bas 13 est ajoutée au dispositif montré sur la Figure 2, c'est-à-dire un dispositif dans lequel le circuit de précharge 6 est connecté 15 en parallèle sur le premier relais de puissance à semi-conducteur 9 et comporte un second relais de puissance à semi-conducteur 10 en série avec la résistance de puissance 8. Dans un second mode de réalisation préféré du dispositif d'alimentation sécurisé 14 selon l'invention montré sur les Figures 5 et 6, le second relais de 20 puissance à semi-conducteur 10 ne comporte qu'un autre transistor MOSFET de puissance 15, 16. Cet autre transistor MOSFET de puissance 15, 16 et la résistance de puissance 8 en série sont connectés en parallèle aux bornes de puissance S, D2 de - 12 - celui de la paire 9 des transistors MOSFET de puissance 12 dont le second drain D2 est connecté à la borne positive de l'élément de stockage d'énergie électrique 2. Selon le type de cet autre transistor MOSFET de puissance 15, 16 mis en oeuvre, un troisième drain D3 est connecté par l'intermédiaire de la résistance de 5 puissance 8 soit à la borne positive de l'élément de stockage d'énergie électrique 2 (type N représenté 15 sur la Figure 5), soit à la seconde borne commune S de la paire 9 de transistors MOSFET de puissance 11, 12 (type P représenté 16 sur la Figure 6). Dans les deux variantes de ce second mode de réalisation de l'invention, la 10 résistance de rappel au niveau bas 13 reste reliée à la seconde borne commune S de la paire 9 de transistors MOSFET de puissance 11, 12 quel que soit le type N ou P du transistor 15, 16 constituant le second relais de puissance à semiconducteur 10. Dans l'un et l'autre modes de réalisation, la paire 9 de transistors MOSFET 15 de puissance 11, 12 est constituée de préférence de type N. Ceux-ci sont en effet plus avantageux d'un point de vue économique que le type P, bien que leurs commandes (non représentées) doivent être isolées. Le procédé de diagnostic de l'état d'un commutateur de sécurité 9 décrit ci-dessus est de préférence mis en oeuvre par programme au moyen d'un 20 microcontrôleur. Dans le but de rendre les niveaux des tensions Va, Vb et VS à mesurer compatibles avec les caractéristiques des convertisseurs analogiques numériques du microcontrôleur utilisé, on utilise des circuits d'interface montrés sur les Figures 7 et 8.
25 Un premier amplificateur opérationnel 17 monté de manière connue en amplificateur différentiel, comme le montre la Figure 7, et dont les entrées 18, 19 sont reliées aux premières bornes de la paire 9 de MOSFET de puissance 11, 12, permet d'obtenir en sortie une première tension de sortie VDDP proportionnelle à la différence de tension Vb - Va.
30 Une première atténuation, de préférence de l'ordre de G1=0,100 est obtenue par un choix approprié des premières résistance R1, R2 de ce premier circuit d'interface (R2/R1 = G1). Un second amplificateur opérationnel 20 monté de manière connue en amplificateur différentiel, comme le montre la Figure 8, dont l'entrée non inverseuse 35 21 est reliée à la seconde borne S commune à la paire 9 de transistors MOSFET de - 13 - puissance 11, 12 et l'entrée inverseuse 22 à la masse (borne négative de l'élément de stockage d'énergie électrique 2), permet d'obtenir en sortie une seconde tension de sortie VS_uc proportionnelle à la tension Vs. Une seconde atténuation, de préférence de l'ordre de G2=0,068, est obtenue 5 par un choix approprié des résistances R3, R4 de ce second circuit d'interface (R4/R3 = G2). Comme il va de soi l'invention ne se limite pas aux seuls modes de réalisation préférentiels décrits ci-dessus. Notamment, il ressort de la description ci-dessus que les premier et second 10 relais de puissance à semi-conducteur 9, 10 sont insérés dans la ligne d'alimentation positive HV+ du dispositif d'alimentation électrique sécurisé 14. Alternativement, dans d'autres modes de réalisation de l'invention, ces premier et second relais de puissance à semi-conducteur 9, 10 sont insérés avantageusement dans la ligne d'alimentation négative HV- du dispositif 15 d'alimentation électrique sécurisé 14. La résistance de rappel 13 dont il s'agit est alors une résistance de rappel au niveau haut, c'est-à-dire reliée à la ligne d'alimentation positive HV+ du circuit d'alimentation 4, Une description générale analogue pourrait également porter sur des types de relais de puissance à semi-conducteur 9, 10 différents de ceux décrits.
20 La mise en oeuvre du procédé selon l'invention par programme au moyen d'un microcontrôleur n'est qu'une possibilité qui s'offre à l'homme de métier. La fonction de diagnostic décrite ci-dessus est tout aussi bien réalisée au moyen de comparateurs et de portes logiques. L'invention embrasse donc toutes les variantes possibles de réalisation dans 25 la mesure où ces variantes restent dans le cadre défini par les revendications ci-après.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1) Procédé de diagnostic de l'état d'un commutateur de sécurité (9) d'un dispositif d'alimentation électrique sécurisé (14) d'un véhicule automobile hybride, ledit dispositif d'alimentation électrique sécurisé comprenant un élément de stockage d'énergie électrique (2) à haute tension et un circuit d'alimentation (4) comprenant ledit commutateur de sécurité (9) reliant ledit élément de stockage d'énergie électrique (2) à un réseau électrique à haute tension dudit véhicule, ledit procédé 10 étant du type de ceux consistant à: - effectuer des premières mesures de tension (Va, Vb) aux premières bornes (D1, D2) dudit commutateur de sécurité (9); - déduire desdites premières mesures de tension (Va, Vb) l'état dudit commutateur de sécurité (9); 15 caractérisé en ce qu'il consiste en outre, ledit commutateur de sécurité (9) étant constitué d'un premier relais de puissance à semi-conducteur (9) comportant une paire de transistors MOSFET de puissance (11, 12) montés tête-bêche en série, à: - relier une seconde borne commune (S) à ladite paire (9) à une résistance de rappel (13); 20 - effectuer une seconde mesure de tension (Vs) sur ladite seconde borne (S); - déterminer une différence entre lesdites premières mesures de tension (Va, Vb); - comparer en valeur absolue ladite différence à un premier seuil de tension prédéterminé et ladite seconde mesure de tension (Vs) à un second seuil de tension prédéterminé; 25 - déduire que ledit commutateur de sécurité (9) est "fermé" si ladite différence est inférieure en valeur absolue audit premier seuil prédéterminé et si ladite seconde mesure de tension (VS) est simultanément supérieure en valeur absolue audit second seuil de tension prédéterminé; - déduire que ledit commutateur de sécurité est "ouvert" si ladite seconde mesure 30 de tension (Vs) est inférieure en valeur absolue audit second seuil de tension prédéterminé.
  2. 2) Procédé de diagnostic de l'état d'un commutateur de sécurité (9) d'un dispositif d'alimentation électrique sécurisé (14) d'un véhicule automobile hybride selon la 35 revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste en outre, un circuit de précharge (6)- 15 - comportant un second relais de puissance (10) en série avec une résistance de puissance (8) étant connecté en parallèle sur lesdites premières bornes (DI, D2) ou bien en parallèle entre ladite seconde borne (S) et l'une desdites premières bornes (D1, D2), à déduire que ledit état dudit commutateur de sécurité (9) correspond à un mode de précharge si ladite différence est supérieure en valeur absolue audit premier seuil de tension prédéterminé et si ladite seconde mesure de tension (Vs) est simultanément supérieure en valeur absolue audit second seuil de tension prédéterminé.
  3. 3) Procédé de diagnostic de l'état d'un commutateur de sécurité (9) d'un dispositif d'alimentation électrique sécurisé (14) d'un véhicule automobile hybride selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à déduire que ledit état dudit commutateur de sécurité (9) correspond à un mode de précharge où lesdits transistors MOSFET de puissance (11, 12) fonctionnent en mode linéaire, si ladite 15 différence est supérieure en valeur absolue audit premier seuil de tension prédéterminé et si ladite seconde mesure de tension (Vs) est supérieure en valeur absolue audit second seuil de tension prédéterminé.
  4. 4) Procédé de diagnostic de l'état d'un commutateur de sécurité (9) d'un dispositif 20 d'alimentation électrique sécurisé (14) d'un véhicule automobile hybride selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à: - effectuer une mesure d'intensité (I) d'un courant circulant dans ledit circuit d'alimentation (4); 25 - effectuer une comparaison de ladite mesure d'intensité (I) à un seuil d'intensité prédéterminé; - réaliser un test de cohérence sur ledit état dudit commutateur de sécurité (9) déduit desdites premières et seconde mesures de tension (Va, Vb; VS) en fonction du résultat de ladite comparaison. 30
  5. 5) Procédé de diagnostic de l'état d'un commutateur de sécurité (9) d'un dispositif d'alimentation électrique sécurisé (14) d'un véhicule automobile hybride selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à signaler une erreur si ladite mesure d'intensité (I) est supérieure audit seuil d'intensité prédéterminé et siladite seconde mesure de tension (Vs) est simultanément inférieure en valeur absolue audit second seuil de tension prédéterminé.
  6. 6) Dispositif d'alimentation électrique sécurisé (14) d'un véhicule automobile hybride s apte à la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 précédentes, du type de ceux comprenant un élément de stockage d'énergie électrique (2) à haute tension et un circuit d'alimentation (4) comprenant un commutateur de sécurité (9) apte à relier ledit élément de stockage d'énergie électrique (2) à un réseau électrique à haute tension dudit véhicule, caractérisé en 10 ce que ledit commutateur de sécurité (9) est constitué d'un premier relais de puissance à semi-conducteur (9) comportant une paire de transistors MOSFET de puissance (11, 12) montés tête-bêche en série entre deux premières bornes (D1, D2) dans ledit circuit d'alimentation (4), et en ce qu'une résistance de rappel (13) est connectée à une seconde borne (S) commune à ladite paire (9). 15
  7. 7) Dispositif d'alimentation électrique sécurisé (14) d'un véhicule automobile hybride selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des premiers moyens de mesure (17) d'une différence de tension entre lesdites premières bornes (D1, D2) et des deuxièmes moyens de mesure (20) d'une tension sur ladite 20 seconde borne (S).
  8. 8) Dispositif d'alimentation électrique sécurisé (14) d'un véhicule automobile hybride selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des troisièmes moyens de mesure d'une intensité (I) d'un courant circulant dans ledit circuit 25 d'alimentation (4).
  9. 9) Dispositif d'alimentation électrique sécurisé (14) d'un véhicule automobile hybride selon l'une quelconque des revendication 7 à 8 précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit de précharge (6) comportant un second relais de 30 puissance à semi-conducteur (10) en série avec une résistance de puissance (8) connecté en parallèle sur lesdites premières bornes (D1, D2) ou bien en parallèle entre ladite seconde borne (S) et l'une desdites premières bornes (D1, D2).
  10. 10) Dispositif d'alimentation électrique sécurisé (14) d'un véhicule automobile-17 hybride selon la revendication 8 ou 9 précédente, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de détermination d'un état dudit commutateur de sécurité (9) en fonction de signaux fournis par lesdits premiers (17) et deuxièmes moyens de mesure (20), et, de préférence, par lesdits troisièmes moyens de mesure.5
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