FR3083874A1 - Procede de detection d'un court-circuit sur une charge commandee par un pont en h et systeme de commande d'une charge - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé (60) de détection d'un court-circuit sur une charge (40) commandée au moyen d'un pont en H (20). Le procédé comporte, lorsque ledit pont en H est placé dans un état d'activation : • une mesure (62) de valeurs successives de l'intensité d'un courant haut circulant dans un commutateur haut à l'état passant, • une mesure (63) de valeurs successives de l'intensité d'un courant bas circulant dans un commutateur bas à l'état passant, • une évaluation (64) d'un critère de détection d'une surintensité du courant bas ou du courant haut, • lorsque le critère de détection de surintensité est vérifié : un calcul (65) de variations des intensités du courant haut et du courant bas, et une évaluation (66) d'un critère de ressemblance entre les variations des intensités du courant haut et du courant bas, un court-circuit étant détecté si le critère de ressemblance est vérifié.
Description
La présente invention appartient au domaine des circuits de commande électrique, et concerne plus particulièrement un procédé de détection d’un court-circuit sur une charge commandée au moyen d’un pont en H et un système de commande d’une charge au moyen d’un pont en H.
La présente invention trouve une application particulièrement avantageuse, bien que nullement limitative, pour la commande d’actionneurs de véhicules automobiles.
Dans les véhicules automobiles actuels il est connu de piloter des charges, telles que des actionneurs, au moyen de ponts en H.
De manière connue, un pont en H comporte un premier bras et un second bras agencés en parallèle entre eux. Chacun desdits premier bras et second bras comporte un commutateur dit « commutateur haut >> et un commutateur dit « commutateur bas >> séparés par un point milieu. Les commutateurs hauts sont reliés à une ligne d’alimentation reliée à une source d’alimentation électrique, et les commutateurs bas sont reliés à une ligne de masse électrique. La charge est agencée entre les points milieux du premier bras et du second bras. Chacun des commutateurs hauts et des commutateurs bas du pont en H peut être commandé à un état passant ou à un état bloqué.
Généralement, le pont en H peut être placé dans plusieurs états différents pour piloter la charge. Notamment, le pont en H peut être placé dans un premier état d’activation et dans un second état d’activation dans lesquels le courant circule, à travers la charge, depuis la ligne d’alimentation vers la ligne de masse électrique. Dans le premier état d’activation, le commutateur haut du premier bras et le commutateur bas du second bras sont dans l’état passant, tandis que le commutateur haut du second bras et le commutateur bas du premier bras sont dans l’état bloqué. Dans le second état d’activation, le commutateur haut du second bras et le commutateur bas du premier bras sont dans l’état passant, tandis que le commutateur haut du premier bras et le commutateur bas du second bras sont dans l’état bloqué. Le sens de circulation du courant dans la charge dans le premier état d’activation est donc opposé au sens de circulation du courant dans le second état d’activation. Par exemple, si la charge est un moteur électrique, cela permet notamment de faire tourner ledit moteur électrique dans un sens ou dans l’autre.
Par exemple, le pont en H est commandé en appliquant un signal de commande sur les commutateurs hauts, de type à « Modulation de Largeur d’impulsion >> ou MLI (« Pulse Width Modulation >> ou PWM dans la littérature anglosaxonne). Ainsi, lorsqu’il est commandé avec un signal de commande MLI, un commutateur haut est placé successivement dans l’état passant et dans l’état bloqué, avec un rapport cyclique prédéterminé pour, par exemple, contrôler la puissance électrique fournie à la charge.
Pour faire circuler le courant dans un premier sens de circulation tout en contrôlant la puissance électrique fournie à la charge, il est par exemple possible d’appliquer le signal de commande MLI sur le commutateur haut du premier bras et de maintenir le commutateur bas du second bras à l’état passant. Ainsi, le pont en H est successivement placé dans le premier état d’activation et dans un premier état de roue libre dans lequel seul le commutateur bas du second bras est dans l’état passant.
Pour faire circuler le courant dans un second sens de circulation, opposé au premier sens de circulation, tout en contrôlant la puissance électrique fournie à la charge, il est par exemple possible d’appliquer le signal de commande MLI sur le commutateur haut du second bras et de maintenir le commutateur bas du premier bras à l’état passant. Ainsi, le pont en H est successivement placé dans le second état d’activation et dans un second état de roue libre dans lequel seul le commutateur bas du premier bras est dans l’état passant.
Il est connu de diagnostiquer régulièrement les différents composants du pont en H, afin de détecter un éventuel dysfonctionnement. Notamment, un dysfonctionnement de type court-circuit sur la charge doit pouvoir être détecté car d’une part cela signifie que la charge est peut-être endommagée et, d’autre part, cela peut entraîner une surintensité du courant circulant dans le pont en H qui peut endommager les composants dudit pont en H.
Pour détecter un court-circuit sur la charge, il est connu de mesurer, lorsque le pont en H est placé dans le premier état d’activation ou dans le second état d’activation, le courant, dit « courant bas >>, circulant dans le commutateur bas à l’état passant et le courant, dit « courant haut >>, circulant dans le commutateur haut à l’état passant du pont en H. Lorsque le pont en H est placé dans le premier état d’activation ou le second état d’activation, le courant bas et le courant haut sont en principe non nuis. Par contre, en cas de court-circuit sur la charge, l’intensité du courant bas et l’intensité du courant augmentent rapidement jusqu’à atteindre des valeurs trop importantes, dites de surintensité. Ainsi, si le courant bas ou le courant haut deviennent trop importants, alors il est possible que la charge soit en court-circuit.
Toutefois, plusieurs facteurs font que, en cas de court-circuit sur la charge, une surintensité ne sera pas détectée simultanément sur le courant bas et sur le courant haut. Notamment, les mesures du courant bas et du courant haut ne sont pas toujours synchrones, de sorte que l’un des courants parmi le courant bas et le courant haut peut se retrouver en surintensité avant l’autre. Le problème réside alors dans le fait que, dès qu’une surintensité est détectée sur l’un des courants parmi le courant bas et le courant haut, les différents composants électroniques du pont en H sont arrêtés pour éviter qu’ils ne soient endommagés. Du coup, il n’est pas possible de savoir si l’autre courant se serait également retrouvé en surintensité.
Dans un tel cas, une surintensité n’est détectée que sur un seul courant parmi le courant haut et le courant bas, l’autre courant n’étant pas considéré, à tort, comme étant en surintensité. Ainsi, un court-circuit sur la charge peut être confondu avec :
• si une surintensité a été détectée sur le courant haut : un court-circuit entre le commutateur haut et la ligne de masse électrique, • si une surintensité a été détectée sur le courant bas : un court-circuit entre la ligne d’alimentation et le commutateur bas.
La présente invention a pour objectif de remédier à tout ou partie des limitations des solutions de l’art antérieur, notamment celles exposées ci-avant, en proposant une solution qui permette d’éviter de confondre un court-circuit sur la charge avec certains autres dysfonctionnements.
A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de détection d’un court-circuit sur une charge commandée au moyen d’un pont en H, ledit pont en H comportant un premier bras et un second bras, chacun desdits premier bras et second bras comportant un commutateur haut et un commutateur bas séparés par un point milieu, les points milieux respectifs desdits premier bras et second bras étant reliés à la charge, ledit pont en H pouvant être placé dans un premier état d’activation dans lequel le commutateur haut du premier bras et le commutateur bas du second bras sont dans un état passant, et dans un second état d’activation dans lequel le commutateur haut du second bras et le commutateur bas du premier bras sont dans l’état passant. Ledit procédé comporte, lorsque ledit pont en H est placé dans un état d’activation parmi le premier état d’activation et le second état d’activation :
• une mesure de valeurs successives de l’intensité d’un courant, dit « courant haut >>, circulant dans le commutateur haut à l’état passant du pont en H, • une mesure de valeurs successives de l’intensité d’un courant, dit « courant bas >>, circulant dans le commutateur bas à l’état passant du pont en H, • une évaluation d’un critère de détection d’une surintensité du courant bas ou du courant haut en fonction des valeurs mesurées.
En outre, ledit procédé comporte, lorsque le critère de détection de surintensité est vérifié : un calcul d’une variation d’intensité du courant haut et d’une variation d’intensité du courant bas en fonction des valeurs mesurées, et une évaluation d’un critère de ressemblance entre la variation d’intensité du courant haut et la variation d’intensité du courant bas, un court-circuit sur la charge étant détecté si le critère de ressemblance est vérifié.
En cas de court-circuit sur la charge, une surintensité devrait être détectée à la fois sur le courant bas et sur le courant haut. Toutefois, il a été indiqué ci-dessus que, lorsqu’une surintensité était détectée sur un courant parmi le courant bas et le courant haut, il n’était pas toujours possible de détecter la surintensité sur l’autre courant du fait de mécanismes de protection des composants électroniques. Par contre, même si les intensités du courant bas et du courant haut n’atteignent pas en même temps une valeur jugée trop importante, les variations des intensités du courant bas et du courant haut précédant la détection de surintensité devraient être sensiblement les mêmes.
Ainsi, lorsqu’une surintensité est détectée sur le courant haut ou sur le courant bas, le procédé de détection évalue la ressemblance entre la variation d’intensité du courant bas et la variation d’intensité du courant haut au moment de la détection de la surintensité. Si les variations des intensités du courant bas et du courant haut sont semblables, cela signifie que, lorsqu’une surintensité a été détectée sur un courant parmi le courant bas et le courant haut, l’autre courant s’apprêtait aussi à atteindre une valeur trop importante.
A contrario, pour les autres dysfonctionnements listés ci-dessus (courtcircuit entre un commutateur haut et la ligne de masse électrique, court-circuit entre un commutateur bas et la ligne d’alimentation), il est normal d’observer une surintensité uniquement sur l’un des courants parmi le courant bas et la courant haut, et les variations des intensités respectives du courant bas et du courant haut doivent être très différentes pour ces autres dysfonctionnements.
Par conséquent, en cas de court-circuit sur la charge, même si une surintensité n’est détectée que sur un courant parmi le courant bas et le courant haut, la comparaison des variations des intensités respectives du courant bas et du courant haut permet néanmoins de ne pas confondre un court-circuit sur la charge avec d’autres dysfonctionnements.
En cas de détection d’une surintensité, seuls les composants électroniques du pont en H doivent éventuellement être arrêtés (en particulier les commutateurs hauts et les commutateurs bas peuvent être placés dans un état bloqué). Plusieurs valeurs de l’intensité du courant bas et de l’intensité du courant haut pourront être mesurées avant l’arrêt de ces composants électroniques, et mémorisées au fur et à mesure dans des moyens de mémorisation d’un calculateur. Ces valeurs mesurées et mémorisées au préalable pourront être utilisées par ce calculateur pour évaluer le critère de ressemblance.
Dans des modes particuliers de mise en œuvre, le procédé de détection de court-circuit sur la charge peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
Dans des modes particuliers de mise en œuvre, l’évaluation du critère de détection de surintensité comporte la comparaison de l’intensité du courant haut et l’intensité du courant bas avec une première valeur seuil prédéterminée, et ledit critère de détection de surintensité est vérifié si l’intensité du courant haut ou l’intensité du courant bas est supérieure à ladite première valeur seuil.
Dans des modes particuliers de mise en œuvre, l’évaluation du critère de ressemblance comporte la comparaison d’un écart entre la variation de l’intensité du courant bas et la variation de l’intensité du courant haut avec une seconde valeur seuil, ledit critère de ressemblance étant vérifié si l’écart est inférieur à ladite seconde valeur seuil.
Selon un second aspect, l’invention concerne un système de commande d’une charge comportant un pont en H et un calculateur, ledit pont en H comportant un premier bras et un second bras, chacun desdits premier bras et second bras comportant un commutateur haut et un commutateur bas séparés par un point milieu, les points milieux respectifs desdits premier bras et second bras étant reliés à la charge, ledit pont en H pouvant être placé par le calculateur dans un premier état d’activation dans lequel le commutateur haut du premier bras et le commutateur bas du second bras sont dans un état passant, et dans un second état d’activation dans lequel le commutateur haut du second bras et le commutateur bas du premier bras sont dans l’état passant. Ledit système comportant un circuit de mesure de courant pour chaque commutateur haut et chaque commutateur bas du pont en H, et ledit calculateur est configuré pour, lorsque le pont en H est placé dans un état d’activation parmi le premier état d’activation et le second état d’activation :
• mesurer des valeurs successives de l’intensité d’un courant, dit « courant haut >>, circulant dans le commutateur haut à l’état passant du pont en H, • mesurer des valeurs successives de l’intensité d’un courant, dit « courant bas >>, circulant dans le commutateur bas à l’état passant du pont en H, • évaluer un critère de détection d’une surintensité du courant bas ou du courant haut en fonction des valeurs mesurées.
En outre, ledit calculateur est configuré pour, lorsque le critère de détection de surintensité est vérifié : calculer une variation d’intensité du courant haut et une variation d’intensité du courant bas en fonction des valeurs mesurées, et évaluer un critère de ressemblance entre la variation d’intensité du courant haut et la variation d’intensité du courant bas, un court-circuit sur la charge étant détecté si le critère de ressemblance est vérifié.
Dans des modes particuliers de réalisation, le système de commande peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.
Dans des modes particuliers de réalisation, l’évaluation du critère de détection de surintensité comporte la comparaison de l’intensité du courant haut et l’intensité du courant bas avec une première valeur seuil prédéterminée, et ledit critère de détection de surintensité est vérifié si l’intensité du courant haut ou l’intensité du courant bas est supérieure à ladite première valeur seuil.
Dans des modes particuliers de réalisation, l’évaluation du critère de ressemblance comporte la comparaison d’un écart entre la variation de l’intensité du courant bas et la variation de l’intensité du courant haut précédant la détection de surintensité avec une seconde valeur seuil, et ledit critère de ressemblance est vérifié si l’écart est inférieur à ladite seconde valeur seuil.
Selon un troisième aspect, l’invention concerne un véhicule automobile comportant un système de commande selon l’un quelconque des modes de réalisation de l’invention, et une charge commandée par ledit système de commande.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures qui représentent :
- Figure 1 : une représentation schématique d’un exemple de réalisation d’un système de commande d’une charge,
- Figure 2 : une représentation schématique d’un premier état d’activation et d’un second état d’activation d’un pont en H,
- Figure 3 : un diagramme illustrant les principales étapes d’un procédé de détection d’un court-circuit sur une charge.
Dans ces figures, des références identiques d’une figure à une autre désignent des éléments identiques ou analogues. Pour des raisons de clarté, les éléments représentés ne sont pas à l’échelle, sauf mention contraire.
La figure 1 représente schématiquement un exemple de réalisation d’un système 10 de commande d’une charge 40, telle qu’un actionneur de véhicule automobile. La charge 40 est par exemple un moteur, une vanne, etc.
Tel qu’illustré par la figure 1, le système 10 de commande comporte un pont en H 20 relié à une source d’alimentation électrique (non représentée sur les figures) de la charge 40, par exemple une source de tension continue. Dans le cas où le système 10 de commande est embarqué dans un véhicule automobile, la source d’alimentation électrique est par exemple la batterie dudit véhicule automobile, ou encore un convertisseur DC/DC relié à ladite batterie.
Le pont en H 20 comporte un premier bras 21 et un second bras 22 agencés en parallèle entre eux, par exemple agencés entre une ligne d’alimentation électrique 50, reliée à la source d’alimentation électrique, et une ligne de masse électrique 51 dans l’exemple illustré par la figure 1.
Le premier bras 21 du pont en H 20 comporte un premier commutateur, dit « commutateur haut >> T1, et un second commutateur, dit « commutateur bas >> T2. Le commutateur haut T1 et le commutateur bas T2 du premier bras 21 sont séparés par un point milieu 23.
Le second bras 22 du pont en H 20 comporte un premier commutateur, dit « commutateur haut >> T3, et un second commutateur, dit « commutateur bas >> T4. Le commutateur haut T3 et le commutateur bas T4 du second bras 22 sont séparés par un point milieu 24.
Tel qu’illustré par la figure 1, les bornes de la charge 40 sont reliées respectivement aux points milieux 23, 24 du premier bras 21 et du second bras 22 du pont en H 20.
Les commutateurs hauts T1, T3 et les commutateurs bas T2, T4 sont par exemple des transistors. Dans l’exemple illustré par la figure 1, il s’agit de transistors de type MOS. Rien n’exclut cependant, suivant d’autres exemples, de considérer d’autres types de transistors, notamment bipolaires ou IGBT.
Les commutateurs hauts T1, T3 et les commutateurs bas T2, T4 peuvent être commandés, de manière conventionnelle, à un état passant ou à un état bloqué. Le système 10 de commande comporte à cet effet un calculateur 30 qui commande lesdits commutateurs hauts T1, T3 et lesdits commutateurs bas T2, T4.
Le calculateur 30 comporte par exemple un ou plusieurs processeurs et des moyens de mémorisation (disque dur magnétique, mémoire électronique, disque optique, etc.) dans lesquels est mémorisé un produit programme d’ordinateur, sous la forme d’un ensemble d’instructions de code de programme à exécuter pour mettre en oeuvre notamment les étapes d’un procédé 60 de détection de court-circuit sur la charge 40 décrit ci-après en référence à la figure 3. Alternativement ou en complément, le calculateur 30 comporte un ou des circuits logiques programmables (FPGA, PLD, etc.), et/ou un ou des circuits intégrés spécialisés (ASIC, etc.), et/ou un ensemble de composants électroniques discrets, etc., adaptés à mettre en oeuvre tout ou partie desdites étapes du procédé 60 de détection de court-circuit sur la charge.
En d’autres termes, le calculateur 30 comporte un ensemble de moyens configurés de façon logicielle (produit programme d’ordinateur spécifique) et/ou matérielle (FPGA, PLD, ASIC, composants électroniques discrets, etc.) pour mettre en oeuvre les étapes du procédé 60 de détection de court-circuit sur la charge 40 décrit ci-après.
Pour piloter la charge 40, le calculateur 30 peut placer le pont en H dans plusieurs états différents par des commandes appropriées des commutateurs hauts T1, T3 et des commutateurs bas T2, T4 du pont en H 20.
Notamment, le pont en H 20 peut être placé dans un premier état d’activation et dans un second état d’activation.
La figure 2 représente schématiquement le pont en H 20 placé dans le premier état d’activation (partie a) et dans le second état d’activation (partie b). Dans la figure 2, les commutateurs à l’état bloqué ne sont pas représentés et seuls les commutateurs à l’état passant sont représentés.
Tel qu’illustré par la partie a) de la figure 2, dans le premier état d’activation, seuls le commutateur haut T1 du premier bras 21 et le commutateur bas T4 du second bras 22 sont dans l’état passant. Le commutateur haut T3 du second bras 22 et le commutateur bas T2 du premier bras 21, non représentés, sont dans l’état bloqué.
Dans le premier état d’activation, le courant circule, à travers la charge 40, depuis la ligne d’alimentation électrique 50 vers la ligne de masse électrique 51. En théorie, le sens de circulation du courant dans la charge 40 est dans le premier état d’activation du point milieu 23 du premier bras 21 vers le point milieu 24 du second bras 22, tel qu’illustré par la partie a) de la figure 2.
Tel qu’illustré par la partie b) de la figure 2, dans le second état d’activation, seuls le commutateur haut T3 du second bras 22 et le commutateur bas T2 du premier bras 21 sont dans l’état passant. Le commutateur haut T1 du premier bras 21 et le commutateur bas T4 du second bras 22, non représentés, sont dans l’état bloqué.
Dans le second état d’activation, le courant circule, à travers la charge 40, depuis la ligne d’alimentation électrique 50 vers la ligne de masse électrique 51. En théorie, le sens de circulation du courant dans la charge 40 est dans le second état d’activation du point milieu 24 du second bras 22 vers le point milieu 23 du premier bras 21, tel qu’illustré par la partie b) de la figure 2. Le sens de circulation est donc, dans le second état d’activation, inversé par rapport au sens de circulation dans le premier état d’activation.
Tel qu’indiqué précédemment, le pont en H 20 peut également être placé dans d’autres états, notamment des états dits de « roue libre >>.
Par exemple, le pont en H 20 peut être commandé en appliquant un signal de commande sur les commutateurs hauts T1, T3, de type à « Modulation de Largeur d’impulsion >> ou MLI (« Pulse Width Modulation >> ou PWM dans la littérature anglosaxonne). Ainsi, lorsqu’il est commandé avec un signal de commande MLI, un commutateur haut T1, T3 est placé successivement dans l’état passant et dans l’état bloqué, avec un rapport cyclique prédéterminé pour, par exemple, contrôler la puissance électrique fournie à la charge 40. Rien n’exclut cependant, suivant d’autres exemples non limitatifs, d’appliquer un signal de commande MLI sur les commutateurs bas T2, T4 du pont en H 20.
Pour faire circuler le courant dans le sens illustré par la partie a) de la figure 2 tout en contrôlant la puissance électrique fournie à la charge 40, il est par exemple possible d’appliquer le signal de commande MLI sur le commutateur haut T1 du premier bras 21 et de maintenir le commutateur bas T4 du second bras 22 à l’état passant. Ainsi, le pont en H 20 est successivement placé dans le premier état d’activation et dans un premier état de roue libre dans lequel seul le commutateur bas T4 du second bras 22 est dans l’état passant.
Pour faire circuler le courant dans le sens illustré par la partie b) de la figure 2 tout en contrôlant la puissance électrique fournie à la charge 40, il est par exemple possible d’appliquer le signal de commande MLI sur le commutateur haut T3 du second bras 22 et de maintenir le commutateur bas T2 du premier bras 21 à l’état passant. Ainsi, le pont en H 20 est successivement placé dans le second état d’activation et dans un second état de roue libre dans lequel seul le commutateur bas T2 du premier bras 21 est dans l’état passant.
Le système 10 de commande comporte également plusieurs circuits de mesure M1, M2, M3, M4 de courant, reliés au calculateur 30. Plus particulièrement, le système 10 de commande comporte :
• un circuit de mesure M1 d’un courant, dit « courant haut >>, circulant dans le commutateur haut T1 du premier bras 21, agencé entre la ligne d’alimentation électrique 50 et le point milieu 23 du premier bras 21, • un circuit de mesure M3 d’un courant, dit « courant haut >>, circulant dans le commutateur haut T3 du second bras 22, agencé entre la ligne d’alimentation électrique 50 et le point milieu 24 du second bras 22, • un circuit de mesure M2 d’un courant, dit « courant bas >>, circulant dans le commutateur bas T2 du premier bras 21, agencé entre le point milieu 23 du premier bras 21 et la ligne de masse électrique 51, • un circuit de mesure M4 d’un courant, dit « courant bas >>, circulant dans le commutateur bas T4 du second bras 22, agencé entre le point milieu 24 du second bras 22 et la ligne de masse électrique 51.
De manière générale, tout type de circuit de mesure de courant connu de l’homme du métier peut être mis en œuvre, et le choix d’un type particulier ne constitue qu’une variante d’implémentation de l’invention. Par exemple, chaque circuit de mesure de courant se présente sous la forme d’un composant résistif de résistance connue, et d’un amplificateur différentiel qui mesure la tension aux bornes dudit composant résistif, le courant étant alors obtenu par le rapport entre la tension mesurée et la résistance.
La figure 3 représente schématiquement les principales étapes d’un procédé 60 de détection de court-circuit sur la charge 40. Tel qu’illustré par la figure 3, le procédé 60 de détection comporte tout d’abord une étape 61 de placement du pont en H 20 dans un état d’activation parmi le premier état d’activation et le second état d’activation. Après que le pont en H a été placé dans l’état d’activation, le procédé 60 de détection comporte des étapes de :
• 62, mesure de valeurs successives de l’intensité du courant haut circulant dans le commutateur haut T1, T3 à l’état passant du pont en H 20, • 63, mesure de valeurs successives de l’intensité du courant bas circulant dans le commutateur bas T2, T4 à l’état passant du pont en H 20, • 64, évaluation d’un critère de détection d’une surintensité du courant bas ou du courant haut en fonction des valeurs mesurées.
Si l’état d’activation correspond au premier état d’activation, alors le courant haut mesuré est celui circulant dans le commutateur haut T1 du premier bras 21 du pont en H 20, et le courant bas mesuré est celui circulant dans le commutateur bas T4 du second bras 22 du pont en H 20.
Si l’état d’activation correspond au second état d’activation, alors le courant haut mesuré est celui circulant dans le commutateur haut T3 du second bras 22 du pont en H 20, et le courant bas mesuré est celui circulant dans le commutateur bas T2 du premier bras 21 du pont en H 20.
L’étape 62 de mesure du courant haut et l’étape 63 de mesure du courant bas sont par exemple exécutées simultanément. Rien n’exclut cependant d’exécuter l’étape 62 de mesure du courant haut et l’étape 63 de mesure du courant bas à des instants respectifs différents.
En outre, l’étape 62 de mesure du courant haut et l’étape 63 de mesure du courant bas sont exécutées de manière récurrente, par exemple sensiblement périodique avec une période Te. Le cas échéant, la période Te est de préférence choisie suffisamment courte pour permettre de détecter rapidement une surintensité du courant haut et/ou du courant bas. Ladite période Te est par exemple comprise entre quelques centaines de nanosecondes et quelques microsecondes. Dans la suite de la description, on se place de manière non limitative dans le cas où la valeur de l’intensité du courant haut et la valeur de l’intensité du courant bas sont mesurées de manière périodique à la période Te.
Le critère de détection de surintensité est également évalué de manière récurrente, de préférence à chaque fois qu’une nouvelle mesure de l’intensité du courant haut ou de l’intensité du courant bas a été effectuée.
En principe, en cas de court-circuit sur la charge 40, l’intensité du courant haut et l’intensité du courant bas augmentent toutes deux rapidement et devraient se retrouver en surintensité. L’évaluation du critère de détection vise à vérifier si l’intensité du courant haut ou du courant bas atteint une valeur trop importante, susceptible d’être induite par un court-circuit sur la charge 40. Si l’intensité du courant évalué parmi le courant haut et le courant bas atteint une valeur considérée comme trop importante (référence 640 sur la figure 3), alors le critère de détection est considéré comme vérifié.
Dans le cas contraire (l’intensité du courant évalué parmi le courant haut et le courant bas n’est pas considérée comme trop importante, référence 641 sur la figure 3), le critère de détection n’est pas vérifié et les mesures de l’intensité du courant haut et de l’intensité du courant bas peuvent continuer.
De manière générale, tout type de critère de détection peut être mis en œuvre, dès lors qu’il permet de vérifier si l’intensité d’un courant devient trop importante, et le choix d’un critère de détection particulier ne constitue qu’une variante d’implémentation de l’invention.
Dans des modes préférés de mise en œuvre, l’évaluation du critère de détection comporte la comparaison de la valeur absolue de l’intensité du courant haut ou de l’intensité du courant bas avec une valeur seuil S1 positive prédéterminée, représentative d’une surintensité. Ainsi, ledit critère de détection est considéré comme vérifié si l’intensité du courant haut ou l’intensité du courant bas devient supérieure en valeur absolue à ladite valeur seuil S1. En désignant par Ih(t) le courant haut mesuré dans le commutateur haut T1, T3 à l’état passant dans l’état d’activation, et par lb(t) le courant bas mesuré dans le commutateur bas T2, T4 à l’état passant dans l’état d’activation, alors le critère de détection est par exemple considéré comme vérifié si |lh(t)| > S1 ou |lb(t)| > S1. Dans le cas où la charge 40 est un actionneur de véhicule automobile, la valeur seuil S1 est par exemple comprise entre dix (10) ampères et vingt (20) ampères.
Lorsque le critère de détection de surintensité est vérifié (référence 640 sur la figure 3) pour un courant parmi le courant haut et le courant bas, le procédé 60 de détection comporte des étapes de :
• 65, calcul d’une variation d’intensité du courant haut et d’une variation d’intensité du courant bas en fonction des valeurs mesurées, • 66, évaluation d’un critère de ressemblance entre la variation d’intensité du courant haut et la variation d’intensité du courant bas.
Il est à noter que si le critère de détection de surintensité est vérifié à la fois pour le courant haut et pour le courant bas, il n’est pas nécessaire d’exécuter les étapes 65 de calcul et 66 d’évaluation du critère de ressemblance. En effet, si le courant haut et le courant bas sont tous deux en surintensité, alors le dysfonctionnement détecté peut être diagnostiqué comme étant un court-circuit sur la charge 40. Rien n’exclut cependant, suivant d’autres exemples, d’exécuter les étapes 65 de calcul et 66 d’évaluation du critère de ressemblance même lorsque le critère de détection de surintensité a été vérifié à la fois pour le courant haut et pour le courant bas.
L’étape 65 de calcul de variation d’intensité du courant haut et du courant bas vise à déterminer comment évoluaient l’intensité du courant haut et l’intensité du courant bas au moment où le critère de détection de surintensité a été vérifié. En effet, si ces variations des intensités du courant bas et du courant haut sont semblables, cela signifie que, lorsqu’une surintensité a été détectée sur uniquement un courant parmi le courant bas et le courant haut, l’autre courant s’apprêtait aussi à atteindre une valeur trop importante.
En cas de détection d’une surintensité, les composants électroniques du pont en H sont préférentiellement arrêtés (en particulier les commutateurs hauts et les commutateurs bas peuvent être placés dans un état bloqué). Le cas échéant, il n’est plus pertinent de mesurer les intensités du courant bas et du courant haut. Par conséquent, les variations des intensités du courant haut et du courant bas sont de préférence calculées en fonction des dernières valeurs de l’intensité du courant haut et des dernières valeurs de l’intensité du courant bas mesurées avant que le critère de détection de surintensité a été vérifié, afin de déterminer comment évoluaient l’intensité du courant haut et l’intensité du courant bas juste avant que le critère de détection a été vérifié. Par exemple, la variation de l’intensité du courant haut est calculée en fonction des deux dernières valeurs de l’intensité du courant haut mesurées avant que le critère de détection de surintensité a été vérifié, et la variation de l’intensité du courant bas est calculée en fonction des deux dernières valeurs de l’intensité du courant bas mesurées avant que le critère de détection de surintensité a été vérifié.
Par exemple, les valeurs mesurées pour l’intensité du courant haut et pour l’intensité du courant bas sont mémorisées au fur et à mesure dans les moyens de mémorisation du calculateur 30, pour être utilisées lorsque le critère de détection est vérifié. Il est possible de ne conserver dans les moyens de mémorisation que les deux dernières valeurs mesurées pour l’intensité du courant haut et les deux dernières valeurs mesurées pour l’intensité du courant bas. Toutefois, rien n’exclut, suivant d’autres exemples, de conserver dans les moyens de mémorisation un nombre plus important de valeurs mesurées pour l’intensité du courant haut et pour l’intensité du courant bas.
Alternativement ou en complément, les variations des intensités respectives du courant haut et du courant bas peuvent être calculées au fur et à mesure que de nouvelles valeurs sont mesurées pour l’intensité du courant haut pour l’intensité du courant bas. Ainsi, le calculateur 30 peut mettre à jour régulièrement les variations d’intensités mémorisées lorsqu’une nouvelle valeur de l’intensité du courant haut ou de l’intensité du courant bas est mesurée. Par exemple, la variation d’intensité du courant haut mémorisée et la variation du courant bas mémorisée sont toutes deux mises à jour toutes les Te secondes. A ce titre, il convient de souligner que l’ordre des étapes illustré sur la figure 3 n’est pas limitatif et que l’étape 65 de calcul sera en général exécutée avant que le critère de détection de surintensité ne soit vérifié si les variations d’intensités sont calculées au fur et à mesure.
Dans la suite de la description on se place de manière non limitative dans le cas où les variations des intensités respectives du courant haut et du courant bas sont calculées au fur et à mesure que de nouvelles valeurs sont mesurées pour l’intensité du courant haut et pour l’intensité du courant bas.
De manière générale, toute méthode de calcul de variation d’intensité connue de l’homme de l’art peut être mise en oeuvre, et le choix d’une méthode particulière ne constitue qu’une variante d’implémentation de l’invention.
En désignant par t0 l’instant auquel le pont en H 20 est placé dans l’état d’activation, et en considérant que l’intensité du courant haut Ih et l’intensité du courant bas Ib sont mesurées simultanément et de manière périodique avec une période Te, alors les valeurs successives mesurées correspondent par exemple à lh(to+kTe) et lb(t0+kTe), expressions dans lesquelles k correspond à un nombre entier strictement positif. Dans un tel cas, la variation d’intensité Alh du courant haut et la variation d’intensité Alb du courant bas sont par exemple homogènes à des ampères et calculées au fur et à mesure selon les expressions suivantes :
Alh(t0+k Te) = lh(t0+k-Te) - lh(t0+(k-1) Te)
Alb(t0+k Te) = lb(t0+k Te) - lb(t0+(k-1) Te)
Suivant un autre exemple, la variation d’intensité ΔΙή du courant haut et la variation d’intensité Alb du courant bas sont homogènes à des ampères par seconde et calculées au fur et à mesure selon les expressions suivantes :
Alh(t0+kTe) = (lh(t0+k Te) - lh(t0+(k-1) Te))/Te
Alb(t0+kTe) = (lb(t0+k Te) - lb(t0+(k-1) Te))/Te
Par conséquent, si le critère de détection de surintensité est vérifié pour un courant à l’instant (to+k’ Te), par exemple si l’intensité du courant haut est telle que |lh(to+k’ Te)| > S1, alors les variations des intensités respectives du courant haut et du courant bas considérées sont préférentiellement les variations d’intensité Alh(t0+k’ Te) et Alh(t0+k’ Te), ou bien les variations d’intensité Alh(to+(k’-1)Te) et Alh(to+(k’-1)Te).
L’évaluation du critère de ressemblance vise à déterminer si les variations des intensités respectives du courant bas et du courant haut étaient semblables au moment où le critère de détection de surintensité a été vérifié. Si lesdites variations d’intensités sont semblables (référence 660 sur la figure 3), alors le critère de ressemblance est considéré comme vérifié, et la charge 40 est considérée comme étant en court-circuit.
Dans le cas contraire (les variations d’intensités sont très différentes, référence 661 sur la figure 3), le critère de ressemblance n’est pas vérifié et la charge 40 n’est pas considérée comme étant en court-circuit. La surintensité détectée peut être considérée comme étant provoquée par un autre type de dysfonctionnement, par exemple :
• un court-circuit entre le commutateur haut T1, T3 et la ligne de masse électrique 51 si la surintensité concerne le courant haut, • un court-circuit entre la ligne d’alimentation 50 et le commutateur bas T2, T4 si la surintensité concerne le courant bas.
De manière générale, tout type de critère de ressemblance peut être mis en œuvre dès lors qu’il permet de vérifier si les variations des intensités respectives du courant bas et du courant haut sont semblables, et le choix d’un critère de ressemblance particulier ne constitue qu’une variante d’implémentation de l’invention.
Par exemple, l’évaluation du critère de ressemblance comporte la comparaison de la valeur absolue de la variation de l’intensité du courant haut et de la valeur absolue de la variation de l’intensité du courant bas avec une valeur seuil S2 positive prédéterminée, représentative d’une variation d’intensité importante. Ainsi, ledit critère de ressemblance est considéré comme vérifié si les variations des intensités respectives du courant haut et du courant bas sont toutes deux supérieures en valeur absolue à ladite valeur seuil S2, c’est à dire si |Alh(t)| > S2 et |Alb(t)| > S2. Dans le cas où la charge 40 est un actionneur de véhicule automobile, la valeur seuil S2, exprimée en ampères par microseconde, est par exemple égale ou supérieure à un (1) ampère par microseconde.
Suivant un autre exemple, l’évaluation du critère de ressemblance comporte la comparaison de la valeur absolue de l’écart entre la variation de l’intensité du courant haut et la variation de l’intensité du courant bas avec une valeur seuil ε positive prédéterminée, représentative d’un écart considéré comme faible. Ainsi, ledit critère de ressemblance est considéré comme vérifié si l’écart entre la variation d’intensité du courant haut et la variation d’intensité du courant bas est inférieure en valeur absolue à ladite valeur seuil ε, c'est-à-dire si |Alh(t) - Alb(t)| < ε. Dans le cas où la charge 40 est un actionneur de véhicule automobile, la valeur seuil ε, exprimée en ampères par seconde, est par exemple égale ou inférieure à 0.5 ampère par microseconde.
La description ci-avant illustre clairement que, par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs qu’elle s’était fixés. En particulier, la prise en compte, lorsqu’une surintensité est détectée, des variations des intensités respectives du courant haut et du courant bas au moment où la surintensité a été détectée permet d’éviter de confondre un court-circuit sur la charge 40 avec d’autres dysfonctionnements.
Claims (7)
- REVENDICATIONS1. Procédé (60) de détection d’un court-circuit sur une charge (40) commandée au moyen d’un pont en H (20), ledit pont en H comportant un premier bras (21) et un second bras (22), chacun desdits premier bras et second bras comportant un commutateur haut(T1, T3) et un commutateur bas (T2, T4) séparés par un point milieu (23, 24), les points milieux respectifs desdits premier bras et second bras étant reliés à la charge (40), ledit pont en H pouvant être placé dans un premier état d’activation dans lequel le commutateur haut (T1) du premier bras (21) et le commutateur bas (T4) du second bras (22) sont dans un état passant, et dans un second état d’activation dans lequel le commutateur haut (T3) du second bras (22) et le commutateur bas (T2) du premier bras (21) sont dans l’état passant, ledit procédé comportant, lorsque ledit pont en H est placé dans un état d’activation parmi le premier état d’activation et le second état d’activation :• une mesure (62) de valeurs successives de l’intensité d’un courant, dit « courant haut >>, circulant dans le commutateur haut à l’état passant du pont en H, • une mesure (63) de valeurs successives de l’intensité d’un courant, dit « courant bas >>, circulant dans le commutateur bas à l’état passant du pont en H, • une évaluation (64) d’un critère de détection d’une surintensité du courant bas ou du courant haut en fonction des valeurs mesurées, caractérisé en ce que ledit procédé comporte, lorsque le critère de détection de surintensité est vérifié : un calcul (65) d’une variation d’intensité du courant haut et d’une variation d’intensité du courant bas en fonction des valeurs mesurées, et une évaluation (66) d’un critère de ressemblance entre la variation d’intensité du courant haut et la variation d’intensité du courant bas, un court-circuit sur la charge (40) étant détecté si le critère de ressemblance est vérifié.
- 2. Procédé (60) selon la revendication 1, dans lequel l’évaluation (64) du critère de détection de surintensité comporte la comparaison de l’intensité du courant haut et l’intensité du courant bas avec une première valeur seuil prédéterminée, ledit critère de détection de surintensité étant vérifié si l’intensité du courant haut ou l’intensité du courant bas est supérieure à ladite première valeur seuil.
- 3. Procédé (60) selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel l’évaluation (66) du critère de ressemblance comporte la comparaison d’un écart entre la variation de l’intensité du courant bas et la variation de l’intensité du courant haut avec une seconde valeur seuil, ledit critère de ressemblance étant vérifié si l’écart est inférieur à ladite seconde valeur seuil.
- 4. Système (10) de commande d’une charge (40) comportant un pont en H (20) et un calculateur (30), ledit pont en H comportant un premier bras (21) et un second bras (22), chacun desdits premier bras et second bras comportant un commutateur haut(T1, T3) et un commutateur bas (T2, T4) séparés par un point milieu (23, 24), les points milieux respectifs desdits premier bras et second bras étant reliés à la charge (40), ledit pont en H pouvant être placé par le calculateur (30) dans un premier état d’activation dans lequel le commutateur haut (T1) du premier bras (21) et le commutateur bas (T4) du second bras (22) sont dans un état passant, et dans un second état d’activation dans lequel le commutateur haut (T3) du second bras (22) et le commutateur bas (T2) du premier bras (21) sont dans l’état passant, ledit système comportant un circuit de mesure (M1, M2, M3, M4) de courant pour chaque commutateur haut et chaque commutateur bas du pont en H, ledit calculateur (30) étant configuré pour, lorsque le pont en H est placé dans un état d’activation parmi le premier état d’activation et le second état d’activation :• mesurer des valeurs successives de l’intensité d’un courant, dit « courant haut >>, circulant dans le commutateur haut à l’état passant du pont en H, • mesurer des valeurs successives de l’intensité d’un courant, dit « courant bas >>, circulant dans le commutateur bas à l’état passant du pont en H, • évaluer un critère de détection d’une surintensité du courant bas ou du courant haut en fonction des valeurs mesurées, caractérisé en ce que ledit calculateur est configuré pour, lorsque le critère de détection de surintensité est vérifié : calculer une variation d’intensité du courant haut et une variation d’intensité du courant bas en fonction des valeurs mesurées, et évaluer un critère de ressemblance entre la variation d’intensité du courant haut et la variation d’intensité du courant bas, un court-circuit sur la charge (40) étant détecté si le critère de ressemblance est vérifié.
- 5. Système (10) selon la revendication 4, dans lequel l’évaluation du critère de détection de surintensité comporte la comparaison de l’intensité du courant haut et l’intensité du courant bas avec une première valeur seuil prédéterminée, ledit critère de détection de surintensité étant vérifié si l’intensité du courant haut ou l’intensité du courant bas est supérieure à ladite première valeur seuil.
- 6. Système (10) selon l’une des revendications 4 à 5, dans lequel l’évaluation5 du critère de ressemblance comporte la comparaison d’un écart entre la variation de l’intensité du courant bas et la variation de l’intensité du courant haut avec une seconde valeur seuil, ledit critère de ressemblance étant vérifié si l’écart est inférieur à ladite seconde valeur seuil.
- 7. Véhicule automobile comportant un système (10) de commande selon 10 l’une des revendications 4 à 6.
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