FR3101508A1 - Procédé de gestion thermique, notamment pour véhicule automobile, et unité de commande associée - Google Patents

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Erwan Gogmos
Bertrand Puzenat
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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    • H05B1/00—Details of electric heating devices
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Abstract

Procédé de gestion thermique, notamment pour véhicule automobile, et unité de commande correspondante L’invention concerne un procédé de gestion thermique en cas de détection de surchauffe d’un dispositif de chauffage électrique, notamment pour véhicule automobile, comportant une pluralité d’éléments résistifs configurés pour être alimentés électriquement en fonction d’une consigne de rapport cyclique du signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions. Selon l’invention, ledit procédé comporte les étapes suivantes :- activer une première phase (P1) de régulation graduelle de ladite consigne selon un premier sens d’évolution, et réitérer la première phase (P1) de régulation, tant que la valeur d’au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe (i_(sub)system_max ; R_(sub)system ; P_(sub)system) dépasse une valeur seuil correspondante de détection (i_(sub)system_max_lim_i ; R_(sub)system_lim_i ; P_(sub)system_lim_i ;) représentative d’une surchauffe,- sinon, activer une deuxième phase (P2) de régulation de ladite consigne selon un deuxième sens d’évolution opposé au sens d’évolution de la première phase (P1) de régulation. L’invention concerne aussi une unité de commande pour la mise en œuvre d’un tel procédé. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Procédé de gestion thermique, notamment pour véhicule automobile, et unité de commande associée
L’invention concerne un procédé de gestion thermique en cas de surchauffe d’un dispositif de chauffage électrique pour chauffer un fluide. Il s’agit notamment d’un dispositif de chauffage électrique destiné à équiper un véhicule automobile. De façon non limitative, le dispositif de chauffage électrique peut être configuré pour chauffer par exemple un flux d’air destiné à traverser le dispositif de chauffage. L’invention peut s’appliquer aussi bien pour un dispositif de chauffage électrique haute tension que pour un dispositif de chauffage électrique basse tension.
L’invention s’applique notamment à une installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile comprenant un tel dispositif de chauffage.
Un véhicule automobile est couramment équipé d’une telle installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation qui est destinée à réguler les paramètres aérothermiques d’un flux d’air destiné à être distribué dans l’habitacle, en particulier la température du flux d’air. Pour ce faire, l’installation comprend dans sa généralité un ou plusieurs dispositifs de traitement thermique, dont notamment un dispositif de chauffage électrique, autrement appelé radiateur électrique, pour le chauffage d’un fluide tel qu’un flux d’air.
Le dispositif de chauffage électrique comporte des modules chauffants électriques. À titre d’exemple, les modules chauffants électriques peuvent être disposés de manière à être exposés directement à un flux d’air traversant le dispositif de chauffage électrique.
Selon une solution connue, les modules chauffants comportent des éléments résistifs par exemple à coefficient de température positif (CTP), tels que des céramiques aussi dénommées pierres CTP.
Il s’agit d’éléments dont la valeur résistive varie très fortement en fonction de la température. Plus précisément, la valeur ohmique des éléments résistifs CTP croît très rapidement au-delà d’un seuil de température prédéterminé.
Les éléments résistifs peuvent être alimentés par une source de tension électrique embarquée, à savoir des batteries. Un connecteur électrique relié à la source de tension embarquée sur le véhicule peut être prévu pour amener la puissance électrique nécessaire à l’alimentation du dispositif de chauffage électrique, notamment des éléments résistifs. En outre, les éléments résistifs sont commandés par une unité électronique de commande qui comporte généralement un circuit d’alimentation électrique. Le circuit d’alimentation électrique est monté par exemple sur une carte à circuit imprimé.
En particulier dans le cas d’un dispositif de chauffage électrique haute tension, il peut s’agir d’un dispositif de chauffage principal du véhicule, qui peut donc être très puissant.
En cas de surchauffe, le dispositif peut atteindre en au moins un point une température limite pour le bon fonctionnement du système. Les éléments résistifs à effet CTP servent de protection contre une forte surchauffe pouvant générer par exemple un incendie, permettant ainsi de garantir la sécurité des passagers.
Toutefois, certains composants proches du dispositif de chauffage électrique, comme par exemple des parties plastiques de l’installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation, peuvent être plus sensibles notamment dans certaines conditions, par exemple dans le cas d’une température élevée alors que les volets de l’installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation sont fermés, volontairement ou en raison d’une défaillance mécanique non détectée.
Il est donc intéressant de contrôler la température du dispositif de chauffage électrique, afin d’éviter de dégrader les composants alentours.
L’invention a pour objectif de proposer une solution de gestion thermique en cas de détection d’une surchauffe du dispositif de chauffage électrique permettant d’éviter au moins partiellement les inconvénients précités de l’art antérieur.
À cet effet, l’invention a pour objet un procédé de gestion thermique en cas de détection de surchauffe d’un dispositif de chauffage électrique, notamment pour véhicule automobile, ledit dispositif comportant une pluralité d’éléments résistifs configurés pour être alimentés électriquement par une source de tension électrique, dans lequel l’alimentation électrique d’au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs est pilotée à l’aide d’un signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions.
Selon l’invention, ledit procédé comprend les étapes suivantes :
- relever la consigne de rapport cyclique du signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs,
- activer une première phase de régulation graduelle de ladite consigne selon un premier sens d’évolution, la première phase de régulation comprenant les sous-étapes suivantes : réguler la consigne de rapport cyclique selon un premier pas prédéfini, pour chaque valeur régulée de consigne de rapport cyclique, déterminer une valeur seuil d’au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs en fonction de la valeur régulée de consigne de rapport cyclique, ledit au moins un paramètre étant fonction de l’intensité du courant électrique parcourant le sous-ensemble d’éléments résistifs, ladite valeur seuil étant représentative d’une surchauffe dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs, à chaque itération de la première phase de régulation, mesurer ou calculer ledit au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs et comparer la valeur mesurée ou calculée à la valeur seuil de détection déterminée correspondante,
- réitérer la première phase de régulation, tant que la valeur mesurée ou calculée dudit au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs, dépasse ladite valeur seuil de détection déterminée,
- sinon, activer une deuxième phase de régulation de la consigne dudit rapport cyclique, selon un deuxième sens d’évolution opposé au sens d’évolution de la première phase de régulation.
De préférence, la première phase est une phase de déclassement, c'est-à-dire de limitation de ladite consigne selon un premier sens d’évolution.
La première phase de déclassement ou de limitation comprend les sous-étapes suivantes :
- limiter ladite consigne selon un premier pas prédéfini permettant d’atteindre un niveau de déclassement i,
- pour chaque valeur limitée de consigne, déterminer une valeur seuil correspondante de détection d’au moins un paramètre fonction de l’intensité du courant électrique pour la surveillance d’une surchauffe d’au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs en fonction de la valeur limitée de consigne,
- à chaque itération de la première phase de déclassement ou de limitation, mesurer ou calculer ledit au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs et comparer la valeur mesurée ou calculée à la valeur seuil de détection déterminée correspondante.
La première phase de déclassement ou de limitation est réitérée tant que la valeur mesurée ou calculée dudit au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs dépasse ladite valeur seuil de détection déterminée.
Ledit procédé peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison.
Ledit procédé peut comprendre une étape pour mesurer la tension d’alimentation.
La valeur seuil de détection dudit au moins un paramètre peut être déterminée également en fonction de la tension d’alimentation mesurée.
La valeur dudit au moins un paramètre lorsqu’il est différent de l’intensité du courant électrique, peut être calculée à partir de la tension d’alimentation mesurée et de la valeur de l’intensité du courant électrique parcourant le sous-ensemble d’éléments résistifs mesurée.
Ledit au moins un paramètre est par exemple choisi parmi : la résistance électrique du nombre prédéfini d’éléments résistifs, la puissance électrique du nombre prédéfini d’éléments résistifs, l’intensité du courant électrique parcourant le nombre prédéfini d’éléments résistifs, un multiple ou une puissance de l’intensité du courant électrique parcourant le nombre prédéfini d’éléments résistifs.
La deuxième phase de régulation est de préférence graduelle et comprend les sous-étapes suivantes :
- réguler la consigne dudit rapport cyclique selon un deuxième pas prédéfini,
- pour chaque valeur régulée de consigne de rapport cyclique, déterminer une valeur seuil dudit moins un paramètre représentative d’une surchauffe,
- à chaque itération de la deuxième phase de régulation, mesurer ou calculer ledit au moins un paramètre et comparer la valeur mesurée ou calculée à la valeur seuil de détection déterminée correspondante,
-si ledit au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe mesuré ou calculé dépasse la valeur seuil de détection déterminée, activer de nouveau la première phase de régulation,
- sinon, réitérer la deuxième phase de régulation de ladite consigne.
De préférence, la deuxième phase de régulation est une phase de montée ou d’augmentation de consigne, comprenant les sous-étapes suivantes :
- augmenter ladite consigne selon un deuxième pas prédéfini,
pour chaque valeur augmentée de consigne, déterminer une valeur seuil correspondante de détection dudit au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs, la valeur seuil de détection étant représentative d’une surchauffe,
- à chaque itération de la deuxième phase de montée, mesurer ou calculer ledit au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs et comparer la valeur mesurée ou calculée à la valeur seuil de détection déterminée correspondante,
- si ledit au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe mesuré ou calculé dépasse la valeur seuil de détection déterminée, activer de nouveau la première phase de déclassement, sinon, réitérer la deuxième phase de montée. En particulier, la deuxième phase de montée ou d’augmentation de ladite consigne peut être réitérée jusqu’à éventuellement atteindre la consigne du moment. Plus précisément, c’est la consigne non limitée du moment qui peut éventuellement être atteinte. Il s’agit notamment de la requête de consigne reçue de l’unité de commande. Cette consigne peut éventuellement mais pas forcément être la consigne initiale. Selon une autre option, cette consigne peut avoir évolué et ne plus être la consigne initiale.
L’augmentation de ladite consigne selon le deuxième pas prédéfini permet notamment d’atteindre un niveau d’augmentation j. En particulier, si le deuxième pas prédéfini est égal au premier pas prédéfini, le niveau d’augmentation j correspond à un niveau de déclassement i.
Ledit procédé peut comprendre les étapes suivantes :
- durant la première phase de régulation, comparer la valeur régulée de ladite consigne à une valeur limite,
- si la valeur régulée de ladite consigne atteint la valeur limite, générer une commande d’arrêt de l’alimentation électrique dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs pendant une durée d’arrêt prédéfinie.
Une commande de reprise de l’alimentation électrique peut être générée à la fin de la durée d’arrêt prédéfinie.
De façon alternative, la commande de reprise de l’alimentation électrique peut être tributaire d’un critère prédéfini, tel que la température d’un support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs.
La reprise de l’alimentation électrique dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs est commandée avec une consigne de reprise fixée à une valeur prédéterminée inférieure ou égale à une valeur maximale autorisée de consigne.
Le procédé peut comporter en outre les étapes suivantes :
- relever la température d’un support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs,
- déterminer en fonction de la température dudit support relevée si ledit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs est dans un état d’échauffement minimal.
La première phase de régulation peut être activée si un état d’échauffement minimal dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs est déterminé.
En l’absence de détection d’un état d’échauffement minimal dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs, la première phase de régulation n’est pas activée et ledit procédé peut être réitéré depuis le début.
La température dudit support est par exemple relevée postérieurement à l’arrêt de durée prédéfinie de l’alimentation électrique dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs.
La commande de reprise de l’alimentation électrique est générée avec une consigne de reprise, si un état d’échauffement minimal dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs est déterminé en fonction de la température dudit support relevée.
En l’absence de détection d’un état d’échauffement minimal dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs, l’alimentation électrique peut recommencer avec une consigne maximale autorisée.
Selon un premier mode de réalisation, la température dudit support relevée est comparée à une température limite prédéfinie représentative d’un échauffement minimal du dispositif de chauffage électrique.
Selon un deuxième mode de réalisation, la variation de température du support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs est surveillée sur une période de temps prédéfinie, par exemple sur la durée prédéfinie d’arrêt de l’alimentation électrique dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs, et comparée à une variation de température limite prédéfinie représentative de l’échauffement minimal du dispositif de chauffage électrique.
Les éléments résistifs peuvent être du type à coefficient de température négatif.
En variante, les éléments résistifs sont du type à coefficient de température positif.
La première phase de régulation est par exemple une phase de déclassement durant laquelle ladite consigne de rapport cyclique est abaissée graduellement selon le premier pas prédéfini.
Dans le cas d’éléments résistifs du type à coefficient de température positif, la phase de déclassement peut être mise en œuvre tant que la puissance relevée est strictement inférieure à la valeur seuil de détection déterminée en première phase de régulation.
En variante ou en complément, dans le cas d’éléments résistifs du type à coefficient de température positif, la phase de déclassement peut être mise en œuvre tant que l’intensité du courant électrique parcourant les éléments résistifs est strictement inférieure à la valeur seuil de détection déterminée en première phase de régulation.
Selon encore une autre variante ou en complément, dans le cas d’éléments résistifs du type à coefficient de température positif, la phase de déclassement peut être mise en œuvre tant que la résistance électrique des éléments résistifs dudit au moins un sous-ensemble est strictement supérieure à la valeur seuil de détection déterminée en première phase de régulation.
La deuxième phase de régulation est par exemple une phase de montée durant laquelle ladite consigne de rapport cyclique est augmentée, par exemple dans le cas d’éléments résistifs du type à coefficient de température positif, lorsque la puissance relevée est supérieure ou égale à la valeur seuil de détection déterminée en deuxième phase de régulation, ou lorsque l’intensité du courant électrique est supérieure ou égale à la valeur seuil de détection déterminée en deuxième phase de régulation, ou lorsque la résistance électrique des éléments résistifs dudit au moins un sous-ensemble est inférieure ou égale à la valeur seuil de détection déterminée en deuxième phase de régulation.
La première phase de régulation peut être itérée selon une période prédéfinie. La période prédéfinie peut être inférieure à 10s, par exemple de l’ordre de 4s.
La deuxième phase de régulation peut être itérée selon une période prédéfinie. Cette période prédéfinie peut être la même que pour la première phase de régulation.
Ledit premier et/ou deuxième pas prédéfini peut être constant.
Le deuxième pas prédéfini peut être égal au premier pas prédéfini.
De façon alternative, ledit premier et/ou deuxième pas prédéfini est variable. Selon un exemple de réalisation, à partir d’un nombre prédéfini d’itérations de la première phase de régulation, le premier pas prédéfini est augmenté de façon à accélérer l’évolution de ladite consigne et dudit au moins un paramètre.
Au moins deux sous-ensembles d’éléments résistifs distincts sont pilotés de façon indépendante par modulation de largeur d’impulsions l’alimentation électrique, et pour chaque sous-ensemble, une valeur seuil de détection d’au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe est définie de façon indépendante, selon la nature et/ou le nombre des éléments résistifs du sous-ensemble.
Antérieurement à l’activation de la première phase de régulation, la surchauffe d’au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs du dispositif de chauffage électrique, est détectée dans une étape préalable lorsque la valeur mesurée ou calculée dudit au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe dépasse une valeur seuil prédéfinie de détection représentative d’une surchauffe des éléments résistifs dudit au moins un sous-ensemble.
L’invention concerne aussi une unité de commande pour un dispositif de chauffage électrique comportant une pluralité d’éléments résistifs configurés pour être alimentés électriquement par une source de tension électrique, l’unité de commande étant configurée pour générer un signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions de l’alimentation électrique des éléments résistifs, caractérisée en ce que l’unité de commande comporte au moins un moyen de traitement pour :
- relever la consigne de rapport cyclique du signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs,
- activer une première phase de régulation graduelle de ladite consigne selon un premier sens d’évolution, la première phase de régulation comprenant les sous-étapes suivantes : réguler la consigne de rapport cyclique selon un premier pas prédéfini, pour chaque valeur régulée de consigne de rapport cyclique, déterminer une valeur seuil d’au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs en fonction de la valeur régulée de consigne de rapport cyclique, ledit au moins un paramètre étant fonction de l’intensité du courant électrique parcourant le sous-ensemble d’éléments résistifs, ladite valeur seuil étant représentative d’une surchauffe dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs, à chaque itération de la première phase de régulation, mesurer ou calculer ledit au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs et comparer la valeur mesurée ou calculée à la valeur seuil de détection déterminée correspondante,
- réitérer la première phase de régulation, tant que la valeur mesurée ou calculée dudit au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs, dépasse ladite valeur seuil de détection déterminée,
- sinon, activer une deuxième phase de régulation de la consigne dudit rapport cyclique, selon un deuxième sens d’évolution opposé au sens d’évolution de la première phase de régulation.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
montre un organigramme de différentes étapes du procédé de gestion thermique, en particulier d’une première phase de régulation de consigne selon l’invention.
montre un organigramme de différentes étapes du procédé de de gestion thermique, en particulier d’une deuxième phase de régulation de consigne selon un sens d’évolution opposé à la première phase de régulation.
montre un organigramme de différentes étapes du procédé de gestion thermique en cas de coupure de l’alimentation électrique des éléments résistifs suite à l’implémentation de la première phase de régulation.
montre un exemple d’organigramme de différentes étapes préalables d’un procédé de détection de surchauffe avant activation de la première phase de régulation du procédé de gestion thermique selon l’invention.
Dans ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.
Dans la description, certains éléments peuvent être indexés, comme par exemple premier élément ou deuxième élément. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément par rapport à un autre et de telles dénominations peuvent être aisément interchangées sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps.
L’invention est du domaine d’une installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation d’un flux d’air (non représentée sur les figures), destinée à équiper un véhicule automobile pour réguler les paramètres aérothermiques du flux d’air distribué dans une ou plusieurs zones de l’habitacle du véhicule.
L’invention concerne plus particulièrement un dispositif de chauffage électrique, autrement appelé radiateur électrique, pour véhicule automobile, équipant notamment une telle installation. Il s’agit d’un dispositif de chauffage électrique d’un fluide. De façon non limitative, il peut s’agir d’un dispositif de chauffage d’un flux d’air. Par la suite, la description est faite en référence à un flux d’air, mais l’invention peut s’appliquer à un autre fluide.
En particulier, il peut s’agir d’un dispositif de chauffage électrique ou radiateur haute-tension. « Haute tension » définit par exemple une tension supérieure à 90V ou 120V. En variante, il peut s’agir d’un radiateur basse tension.
Le dispositif de chauffage électrique est configuré pour transformer de l’énergie électrique prélevée par exemple sur le véhicule en énergie thermique restituée dans un flux d’air traversant l’installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation.
Le dispositif de chauffage électrique peut comporter un nombre prédéfini de modules chauffants. Ces modules chauffants peuvent être agencés de manière à être exposés directement au flux d’air traversant le dispositif de chauffage électrique.
Plus précisément, les modules chauffants peuvent comprendre chacun des éléments résistifs. Le dispositif de chauffage électrique comporte donc une pluralité d’éléments résistifs configurés pour être alimentés électriquement par une source de tension électrique.
Les éléments résistifs peuvent être de type à coefficient de température positif (CTP). Les éléments résistifs sont par exemple réalisés sous la forme de céramiques CTP, par exemple connues sous la dénomination de pierres CTP. En variante, il peut s’agir d’éléments résistifs de type à coefficient de température négatif (CTN).
Le dispositif de chauffage électrique comprend généralement en outre une unité électronique de commande pour commander les modules chauffants. Une telle unité de commande comporte un ou plusieurs composants électroniques et/ou électriques. L’unité de commande comporte notamment un circuit d’alimentation électrique (non représenté) des éléments résistifs. Le circuit d’alimentation électrique est monté par exemple sur un support de circuit électrique tel qu’une carte à circuit imprimé connue sous le sigle PCB en anglais pour « Printed Circuit Board ».
À titre d’exemple, le circuit d’alimentation électrique comporte des transistors (non représentés), chacun permettant d’autoriser ou non le passage du courant dans un nombre prédéfini de modules chauffants.
Les éléments résistifs sont destinés à être alimentés par une source d’alimentation électrique (non représentée), telle que des batteries, en provenance par exemple du véhicule. L’alimentation électrique des éléments résistifs est pilotée par modulation de largeur d’impulsions connue sous le sigle MLI ou PWM pour Pulse Width Modulation en anglais.
L’unité de commande est configurée pour générer un signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions de l’alimentation électrique des éléments résistifs, notamment d’au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs. Des sous-ensembles distincts d’éléments résistifs peuvent être pilotés de façon indépendante par modulation de largeur d’impulsions. L’alimentation électrique des éléments résistifs, notamment d’au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs formant un sous-système, peut se faire en fonction d’une consigne de modulation de largeur d’impulsions, désignée par la suite consigne PWM. Le préfixe « sub » est écrit entre parenthèse pour signifier que la consigne concerne un sous-ensemble d’éléments résistifs, ou respectivement l’ensemble des éléments résistifs. Le dispositif est donc contrôlé en boucle ouverte.
PROCEDE
La figure 1 représente de façon schématique les étapes d’un procédé de gestion thermique suite à une détection de surchauffe du dispositif de chauffage électrique, d’un ou plusieurs sous-ensembles d’éléments résistifs. Ceci permet notamment d’agir selon une stratégie propre pour différents points chauds par exemple lorsque le dispositif de chauffage électrique équipe une installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation dite multi-zones, et que dans ce cas les modules chauffants peuvent être dédiés au chauffage de zones distinctes de l’habitacle.
Il est possible de mettre en œuvre une telle gestion thermique pour tous les éléments résistifs, ou indépendamment pour chaque sous-ensemble d’éléments résistifs commandé par un transistor ou plusieurs transistors. La stratégie varie également en fonction de la nature des éléments résistifs, par exemple selon qu’il s’agit d’éléments résistifs de type à coefficient de température positif CTP ou négatif CTN.
Au démarrage du procédé, les éléments résistifs sont pilotés selon une consigne initiale PWM_(sub)system_target_0 qui correspond à une consigne maximale autorisée.
Le procédé de gestion thermique est déclenché lorsqu’une surchauffe est détectée lors d’une étape préalable E0. Par exemple, la surchauffe peut être détectée en surveillant l’évolution d’au moins un paramètre, avantageusement fonction de l’intensité du courant électrique, pour la surveillance d’une surchauffe du dispositif de chauffage électrique, en prenant en compte la consigne PWM.
Le paramètre fonction de l’intensité du courant électrique peut être choisi parmi la résistance électrique du nombre prédéfini d’éléments résistifs R_system ; R_subsystem, la puissance électrique du nombre prédéfini d’éléments résistifs P_system ; P_subsystem, l’intensité du courant électrique parcourant le nombre prédéfini d’éléments résistifs i_system_max ; i_subsystem_max. Le paramètre peut encore être un multiple ou une puissance de l’intensité du courant électrique parcourant le nombre prédéfini d’éléments résistifs. On peut citer de façon non exhaustive le carré ou le cube de l’intensité du courant électrique, le double de l’intensité du courant électrique ou encore le rapport de l’intensité du courant électrique sur le rapport cyclique du signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions.
Le paramètre peut être dépendant de l’intensité du courant électrique à une variable près, c’est le cas notamment de la résistance électrique du nombre prédéfini d’éléments résistifs R_system ; R_subsystem ou l’intensité du courant électrique parcourant le nombre prédéfini d’éléments résistifs i_system_max ; i_subsystem_max, ou un multiple ou une puissance.
Le paramètre peut également être dépendant de l’intensité du courant électrique à au moins deux variables près, c’est le cas notamment de la puissance électrique du nombre prédéfini d’éléments résistifs P_system ; P_subsystem. La puissance électrique est fonction de l’intensité du courant électrique et elle est définie par le produit de la tension d’alimentation, de l’intensité de courant électrique, et en plus du rapport cyclique.
Dans la suite de la description, Le préfixe « sub » est écrit entre parenthèse pour signifier qu’un paramètre concerne un sous-ensemble d’éléments résistifs, ou respectivement l’ensemble des éléments résistifs.
Plusieurs paramètres peuvent être utilisés de façon complémentaire pour la surveillance d’une surchauffe du dispositif de chauffage électrique.
De façon générale, à la détection de la surchauffe, la consigne PWM est régulée graduellement dans un sens, en étant augmentée ou réduite selon le cas. Cette régulation est réitérée jusqu’à ce que la valeur réelle relevée du ou des paramètres ne soit plus représentative d’une surchauffe. Dans ce cas, la consigne PWM peut être régulée dans l’autre sens, avantageusement également de façon progressive, jusqu’à revenir à la consigne de départ.
Première phase de régulation
Ainsi à la détection de la surchauffe, une première phase P1 de régulation graduelle de la consigne PWM selon un premier sens d’évolution est activée. Il s’agit en particulier d’une phase de déclassement ou de limitation, ou « derating » en anglais, durant laquelle la consigne est limitée, abaissée.
La première phase P1 de régulation comprend une étape E1 pour réguler, notamment limiter, la consigne PWM.
La régulation de la consigne se fait selon un premier pas prédéfini. Ce pas est choisi selon un compromis entre l’inertie du dispositif de chauffage électrique et la réactivité souhaitée.
Le pas prédéfini peut être constant. Il est par exemple de l’ordre de de la consigne PWM maximale autorisée. Ainsi, selon l’exemple de régulation par déclassement de la consigne PWM, à chaque itération de la phase de déclassement, la consigne PWM est abaissée de de la consigne maximale autorisée, passant d’un facteur à l’étape E0 à un facteur à la première itération de la phase de déclassement, puis en cas d’une deuxième itération de la phase de déclassement, puis et ainsi de suite.
De façon alternative, le premier pas peut être variable. Selon un exemple de réalisation, à partir d’un nombre prédéfini d’itérations de la première phase P1 de régulation, le premier pas prédéfini est augmenté de façon à accélérer l’évolution de la consigne PWM et du paramètre choisi. Selon le cas précédent d’une première phase de déclassement, le premier pas prédéfini, peut être assez faible au départ et peut s’amplifier à mesure des itérations de la première phase de déclassement, de façon à accélérer la baisse de la consigne PWM par exemple avec des pas plus importants.
À chaque régulation d’ordre i, c'est-à-dire dans cet exemple à chaque limitation de la consigne PWM permettant d’atteindre un niveau de déclassement i, la consigne PWM passe à une valeur régulée / limitée de consigne PWM_(sub)system_target_i.
La première phase P1 de régulation comporte une étape E2 de détermination d’une valeur seuil correspondante d’un ou plusieurs des paramètres précédemment cités pour la surveillance d’une surchauffe, tels que l’intensité du courant électrique i_(sub)system_max, ou la résistance électrique R_(sub)system, ou la puissance électrique P_(sub)system.
Cette valeur seuil peut être déterminée pour un ou plusieurs sous-systèmes, c’est-à-dire pour un ou plusieurs ensembles de modules chauffants commandés par un ou plusieurs transistors, ou pour tout le système c’est-à-dire l’ensemble des éléments résistifs pour tous les modules chauffants. Lorsque la gestion thermique est effectuée pour un sous-ensemble, la valeur seuil de détection est désignée par R_subsystem_lim_i, P_subsystem_lim_i, i_subsystem_max_lim_i. Pour chaque sous-ensemble piloté indépendamment, des valeurs seuils de détection peuvent être définies de façon indépendante, selon la nature du paramètre et la nature et/ou le nombre des éléments résistifs du sous-ensemble. Lorsqu’il s’agit d’une gestion thermique pour tout le système, la valeur seuil de détection est désignée par R_system_lim_i, P_system_lim_i, i_system_max_lim_i. Dans la suite de la description, « sub » est mis entre parenthèse, pour désigner une valeur pour un sous-ensemble, respectivement pour l’ensemble des éléments résistifs.
La valeur seuil de détection est représentative d’une surchauffe du sous-système ou de l’ensemble du système. Cette valeur seuil est déterminée en fonction de la valeur régulée de consigne PWM_(sub)system_target_i.
En particulier, la valeur seuil de détection du paramètre choisi peut être définie en fonction du couple de la tension d’alimentation U_battery et de la consigne PWM régulée PWM_(sub)system_target_i, offrant alors une matrice de valeurs seuil de détection possibles.
Dans ce cas, une étape E1’ peut être mise en œuvre au préalable, dans laquelle la tension d’alimentation U_battery est mesurée. Cette étape E1’ peut être mise en œuvre par un capteur de mesure de tension. La tension d’alimentation U_battery peut être constante.
Notamment, pour un dispositif haute tension, la valeur seuil de détection peut être définie en fonction de la tension d’alimentation U_battery et de la consigne PWM. Dans le cas d’un dispositif basse tension, la valeur seuil de détection peut par exemple être définie seulement en fonction de la consigne PWM.
La valeur seuil de détection d’un ou plusieurs paramètres peut être lue dans un tableau basé sur la consigne PWM et éventuellement sur la tension d’alimentation U_battery, le tableau étant stocké dans une commande du dispositif de chauffage électrique.
Selon une autre alternative, il est envisageable que la valeur seuil de détection d’un ou plusieurs paramètres soit calculée au moyen d’un algorithme (non décrit plus en détail dans la présente) stocké dans une commande du dispositif de chauffage électrique.
De plus, le procédé peut comprendre une étape E3 pour mesurer ou calculer la valeur d’un ou plusieurs des paramètres.
Si le paramètre choisi est l’intensité du courant électrique i_(sub)system_max, il s’agit de mesurer à l’étape E3 l’intensité de courant parcourant les éléments résistifs d’un sous-système voire de l’ensemble des éléments résistifs du dispositif de chauffage électrique. Cette étape peut être mise en œuvre par un capteur de mesure de courant. Le courant mesuré est par exemple le courant instantané maximum ou au niveau d’un pic, lorsque le signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions est à 100%.
Si le paramètre choisi est différent de l’intensité du courant électrique, l’étape E3 comporte une sous-étape de mesure de l’intensité de courant parcourant les éléments résistifs. Par la suite, la valeur du paramètre peut être calculée à partir de l’intensité du courant électrique i_(sub)system_max mesurée. La tension d’alimentation U_battery mesurée à l’étape E1’ peut également être prise en compte dans le calcul de la valeur du paramètre. Cette étape de calcul peut être mise en œuvre par un moyen de traitement tel qu’un calculateur.
Selon une première approche, le paramètre peut être la résistance électrique R_(sub)system. Dans ce cas à l’étape E3, une valeur de résistance électrique R_(sub)system est calculée à partir de la tension d’alimentation U_battery et de l’intensité du courant électrique i_(sub)system_max mesurées.
Selon une deuxième approche, le paramètre peut être la puissance électrique P_(sub)system. Dans ce cas à l’étape E3, une valeur de puissance électrique P_(sub)system peut être calculée à partir de la tension d’alimentation U_battery et de l’intensité du courant électrique i_(sub)system_max mesurées. En particulier, la puissance électrique P_(sub)system peut être calculée en faisant le produit de l’intensité de courant électrique instantané, de la tension d’alimentation et du rapport cyclique.
À l’étape E4, la valeur du paramètre relevée à l’étape E3 de l’intensité de courant électrique i_(sub)system_max, ou calculée à l’étape E3 de la résistance électrique R_(sub)system, ou encore de la puissance électrique P_(sub)system est comparée à la valeur seuil de détection correspondante déterminée à l’étape E2 i_(sub)system_max_lim_i, R_(sub)system_lim_i, P_(sub)system_lim_i.
Cette étape de comparaison E4 peut être réalisée pour un ou plusieurs sous-systèmes, c’est-à-dire pour un ou plusieurs ensembles de modules chauffants commandés par un ou plusieurs transistors, ou pour tout le système c’est-à-dire l’ensemble des éléments résistifs pour tous les modules chauffants.
Cette étape de comparaison E4 peut être mise en œuvre par un moyen de traitement tel qu’un comparateur.
Si la valeur du paramètre dépasse la valeur seuil de détection correspondante, la première phase P1 de régulation, est réitérée. Cela concerne les étapes E1 à E4 précédemment décrites. La valeur relevée du paramètre peut dépasser la valeur seuil de détection, en étant supérieure ou inférieure, selon la nature de ce paramètre et la nature des éléments résistifs.
Par exemple, dans le cas d’éléments résistifs CTP, si la valeur relevée de l’intensité du courant électrique i_(sub)system_max parcourant les éléments résistifs est inférieure, plus précisément strictement inférieure, à la valeur seuil de détection i_(sub)system_max_lim_i, cela signifie que le sous-système ou l’ensemble du dispositif est toujours en surchauffe, et la première phase P1 de régulation est réitérée.
Selon un autre exemple, dans le cas d’éléments résistifs CTP, si la valeur calculée de la résistance électrique R_(sub)system des éléments résistifs est supérieure, plus précisément strictement supérieure, à la valeur seuil de détection R_(sub)system_lim_i déterminée en première phase de régulation, cela signifie que le sous-système ou l’ensemble du dispositif est toujours en surchauffe, et la première phase P1 de régulation est réitérée.
Selon encore un autre exemple, dans le cas d’éléments résistifs CTP, si la valeur calculée de la puissance électrique P_(sub)system des éléments résistifs est inférieure, plus précisément strictement inférieure, à la valeur seuil de détection P_(sub)system_lim_i déterminée en première phase de régulation, cela signifie que le sous-système ou l’ensemble du dispositif est toujours en surchauffe, et la première phase P1 de régulation est réitérée.
À chaque itération i, la valeur seuil de détection du paramètre est déterminée de nouveau en fonction de la valeur régulée de la consigne PWM_(sub)system_target_i.
La première phase P1 de régulation est réitérée tant que la valeur du paramètre pour la surveillance d’une surchauffe i_(sub)system_max ; R_(sub)system ; P_(sub)system mesurée ou calculée à chaque itération i, dépasse la valeur seuil de détection i_(sub)system_max_lim_i ; R_(sub)system_lim_i ; P_(sub)system_lim_i déterminée correspondante.
Par exemple, la consigne PWM_(sub)system_target_i est abaissée graduellement selon le premier pas prédéfini, par exemple de de la consigne maximale autorisée à chaque itération i, tant que l’intensité du courant électrique i_(sub)system_max parcourant les éléments résistifs est inférieure à la valeur seuil de détection i_(sub)system_max_lim_i, ou tant que la résistance électrique R_(sub)system des éléments résistifs est supérieure à la valeur seuil de détection R_(sub)system_lim_i, ou encore tant que la puissance électrique P_(sub)system des éléments résistifs est inférieure à la valeur seuil de détection P_(sub)system_lim_i.
Ainsi, avant toute itération de la première phase de déclassement, le niveau de déclassement i est égal à zéro. Lors d’une première itération de la phase de déclassement P1, la consigne est abaissée du premier pas prédéterminé. La consigne atteint alors le niveau de déclassement i qui est égal à un. Si la consigne est de nouveau abaissée du premier pas prédéterminé lors d’une deuxième itération de la phase de déclassement P1, la consigne atteint un niveau de déclassement i qui est égal à deux, et ainsi de suite.
Selon une option, les itérations i possibles de la première phase P1 de régulation peuvent être limitées.
Cette limitation peut être fonction d’une valeur limite de consigne PWM_(sub)system_target_m. Cela signifie que si la valeur régulée de la consigne atteint ou dépasse la valeur limite de consigne, la première phase P1 n’est pas réitérée. Dans ce cas, le nombre d’itérations i peut varier de 1 à m, m correspondant à un nombre maximal d’itérations.
La valeur limite de consigne peut être prédéfinie, par exemple de façon non limitative à 20% de la consigne maximale autorisée.
Si la valeur régulée de la consigne PWM_(sub)system_target_i atteint cette valeur limite de consigne PWM_(sub)system_target_m, soit si i = m, à l’issue de l’étape E4, la première phase P1 est arrêtée et une commande d’arrêt de l’alimentation électrique des éléments résistifs peut être générée à l’étape E5. L’arrêt de l’alimentation peut être d’une durée d’arrêt prédéfinie, qui peut être autour de 2mn, par exemple de 130s.
Dans le cas contraire, si la valeur régulée, limitée, de la consigne PWM_(sub)system_target_i n’atteint pas la valeur limite de consigne PWM_(sub)system_target_m, soit si i ≠ m, à l’issue de l’étape E4, les étapes E1 à E4 peuvent être réitérées.
Selon une alternative, la valeur limite de consigne peut ne pas être prédéfinie mais être calculée au moyen d’un algorithme stocké dans une commande du dispositif de chauffage électrique. Un tel algorithme peut notamment prendre en compte de la température du support de circuit électrique.
La première phase P1 de régulation est avantageusement itérée ou réitérée selon une période prédéfinie. La période prédéfinie peut être inférieure à 10s, par exemple de l’ordre de 4s. Ceci permet de laisser le temps au dispositif de chauffage de réagir sans être trop lent.
De façon alternative, la période peut être variable. La période peut dépendre par exemple d’un degré de surchauffe. Ce degré de surchauffe peut être absolu ou un pourcentage entre le paramètre pour la surveillance de surchauffe réel relevé et la valeur seuil de détection par exemple. La période peut être inversement liée au degré de surchauffe, autrement dit plus le degré de surchauffe est élevé, plus la période est diminuée.
Deuxième phase de régulation
Si à l’issue de la comparaison de l’étape E4, le paramètre relevé ne dépasse pas la valeur seuil de détection correspondante, une deuxième phase P2 de régulation de la consigne, peut être activée. Il s’agit en particulier d’une phase de montée ou d’augmentation, durant laquelle la consigne PWM est ré-augmentée.
En reprenant le cas particulier d’un dispositif de chauffage comprenant des éléments résistifs CTP, la première phase P1 est arrêtée et la deuxième phase de régulation P2 est activée, par exemple si la valeur relevée de l’intensité du courant électrique i_(sub)system_max parcourant les éléments résistifs est supérieure ou égale à la valeur seuil de détection i_(sub)system_max_lim_i, ou selon un autre exemple, si la valeur calculée de la résistance électrique R_(sub)system des éléments résistifs est inférieure ou égale à la valeur seuil de détection R_(sub)system_lim_i, ou encore si la valeur calculée de la puissance électrique P_(sub)system des éléments résistifs est supérieure ou égale à la valeur seuil de détection P_(sub)system_lim_i.
La régulation durant la deuxième phase P2 se fait selon un deuxième sens d’évolution opposé au sens d’évolution de la première phase P1.
La deuxième phase P2 de régulation, notamment de montée ou d’augmentation, est avantageusement également graduelle. En référence à la figure 2, la deuxième phase P2 de régulation peut comprendre une étape E6 pour réguler la consigne selon le deuxième pas prédéfini. À chaque régulation d’ordre j, la consigne PWM passe à une valeur régulée / augmentée de consigne PWM_(sub)system_target_ j, selon le deuxième pas prédéfini.
Comme précédemment, ce pas est choisi selon un compromis entre l’inertie du dispositif de chauffage électrique et la réactivité souhaitée. Le deuxième pas prédéfini peut être constant. Il peut être égal au premier pas prédéfini. Dans ce cas, l’indice j est égal à l’indice i. Le deuxième pas prédéfini est par exemple de la consigne PWM maximale autorisée. Ainsi, selon l’exemple précédent, à chaque itération j de la deuxième phase P2 de montée, la consigne PWM_(sub)system_target_ j est remontée de de la consigne maximale autorisée.
Chaque niveau d’augmentation j correspond selon l’exemple décrit à un niveau de déclassement i par rapport à la consigne initiale.
En particulier, à la première itération de la deuxième phase P2 de régulation, la dernière valeur de consigne obtenue lors de la première phase P1 de régulation est régulée selon le deuxième pas prédéfini.
De façon alternative, le deuxième pas peut être variable.
La deuxième phase P2 de régulation comporte de plus une étape E7 de détermination d’une valeur seuil correspondante du paramètre choisi pour la surveillance d’une surchauffe tel que l’intensité de courant électrique i_(sub)system_max_lim_ j, ou la résistance électrique R_(sub)system_lim_ j, ou la puissance électrique P_(sub)system_lim_ j des éléments résistifs. Cette valeur seuil peut être déterminée pour un ou plusieurs sous-systèmes, c’est-à-dire pour un ou plusieurs ensembles de modules chauffants commandés par un ou plusieurs transistors, ou pour tout le système c’est-à-dire l’ensemble des éléments résistifs pour tous les modules chauffants. Elle est représentative d’une surchauffe du sous-système ou de l’ensemble du système.
Comme précédemment, cette valeur seuil de détection du paramètre choisi est déterminée en fonction de la valeur régulée de consigne PWM_(sub)system_target_ j. En particulier, elle peut être définie en fonction du couple de la tension d’alimentation U_battery et de la consigne PWM régulée.
La valeur seuil de détection est de nouveau déterminée à chaque régulation j de consigne.
Comme précédemment, la valeur seuil de détection du paramètre choisi pour la surveillance de surchauffe peut être lue dans un tableau basé sur la consigne PWM et éventuellement sur la tension d’alimentation U_battery, le tableau étant stocké dans une commande du dispositif de chauffage électrique.
Selon une autre alternative, il est envisageable que la valeur seuil de détection du paramètre choisi soit calculée au moyen d’un algorithme (non décrit plus en détail dans la présente) stocké dans une commande du dispositif de chauffage électrique.
À chaque itération j de la deuxième phase P2 de régulation, après régulation de la consigne PWM, la valeur du paramètre pour la surveillance d’une surchauffe, tel que l’intensité de courant électrique i_(sub)system_max, ou la résistance électrique R_(sub)system, ou la puissance électrique P_(sub)system peut être mesurée ou calculée lors d’une étape E8, comme précédemment décrit en référence à l’étape E3 de la première phase P1 de régulation.
À l’étape E9, la valeur du paramètre relevée à l’étape E8 est comparée à la valeur seuil de détection correspondante déterminée à l’étape E7. Cette étape de comparaison E9 peut être mise en œuvre par un moyen de traitement tel qu’un comparateur.
Si le paramètre pour la surveillance d’une surchauffe mesuré ou calculé dépasse la valeur seuil de détection déterminée, la première phase P1 est de nouveau activée. Cela concerne les étapes E1 à E4 précédemment décrites en référence à la figure 1.
La valeur réelle mesurée ou calculée du paramètre peut dépasser la valeur seuil de détection, en étant supérieure ou inférieure, selon la nature de ce paramètre et la nature des éléments résistifs.
Par exemple, dans le cas d’éléments résistifs CTP, si l’intensité du courant électrique i_(sub)system_max mesurée est strictement inférieure à la valeur seuil de détection i_(sub)system_max_lim_ j en deuxième phase P2 de régulation, cela signifie que le sous-système ou l’ensemble du dispositif est toujours en surchauffe et la première phase P1 doit être de nouveau itérée. Sinon, c'est-à-dire dans le cas d’éléments résistifs CTP, si l’intensité du courant électrique i_(sub)system_max est supérieure ou égale à la valeur seuil de détection i_(sub)system_max_lim_ j déterminée, la deuxième phase de régulation P2 peut être réitérée.
Selon un autre exemple, dans le cas d’éléments résistifs CTP, si la résistance électrique R_(sub)system calculée est strictement supérieure à la valeur seuil de détection R_(sub)system_lim_ j déterminée en deuxième phase P2 de régulation, cela signifie que le sous-système ou l’ensemble du dispositif est toujours en surchauffe et la première phase P1 doit être de nouveau itérée. Sinon, c'est-à-dire dans le cas d’éléments résistifs CTP, si la résistance électrique R_(sub)system calculée est inférieure ou égale à la valeur seuil de détection R_(sub)system_lim_ j déterminée, la deuxième phase de régulation P2 peut être réitérée.
Selon encore un autre exemple, dans le cas d’éléments résistifs CTP, si la puissance électrique P_(sub)system calculée est strictement inférieure à la valeur seuil de détection P_(sub)system_lim_ j déterminée en deuxième phase P2 de régulation, cela signifie que le sous-système ou l’ensemble du dispositif est toujours en surchauffe et la première phase P1 doit être de nouveau itérée. Sinon, c'est-à-dire dans le cas d’éléments résistifs CTP, si la puissance électrique P_(sub)system calculée est supérieure ou égale à la valeur seuil de détection P_(sub)system_lim_ j déterminée, la deuxième phase de régulation P2 peut être réitérée.
Après chaque régulation j de la consigne PWM_(sub)system_target_ j, la valeur du paramètre choisi est de nouveau mesurée ou calculée, et comparée à la valeur seuil de détection correspondante.
Comme précédemment, les itérations j possibles de la deuxième phase P2 de régulation sont limitées. La deuxième phase P2 de régulation peut être réitérée jusqu’à atteindre la valeur maximale autorisée de consigne PWM ou consigne PWM non limitée du moment, qui peut ou non être la valeur initiale P_(sub)system_target_0.
Si la valeur régulée de la consigne PWM_(sub)system_target_ j atteint cette de consigne PWM du moment, par exemple si j = 0, à l’issue de l’étape E9, la deuxième phase P2 et la stratégie de gestion thermique sont arrêtées. Le procédé est réitéré depuis le début.
Dans le cas contraire, si la valeur régulée de la consigne P_(sub)system_target_ j n’atteint pas la valeur maximale autorisée de consigne ou consigne PWM non limitée du moment, par exemple si j ≠ 0, les étapes E6 à E9 peuvent être réitérées.
La deuxième phase P2 de régulation est avantageusement itérée ou réitérée selon une période prédéfinie, qui peut être la même que pour la première phase P1 de régulation.
Phase de reprise
En se référant à la figure 3, après coupure de l’alimentation électrique des éléments résistifs à l’étape E5, notamment si, lors d’une itération de la première phase P1 de régulation, telle qu’une phase de déclassement ou « derating » en anglais, la valeur régulée de la consigne PWM_(sub)system_target_i atteint la valeur limite de consigne PWM_(sub)system_target_m, soit si i = m, le procédé peut comprendre une étape pour générer une commande de reprise de l’alimentation électrique des éléments résistifs.
La commande de reprise de l’alimentation électrique peut être générée à la fin de la durée d’arrêt prédéfinie, qui peut être autour de 2mn, par exemple de 130s.
De façon alternative, la commande de reprise de l’alimentation électrique peut être tributaire d’au moins un critère prédéfini. Dans ce cas le procédé comporte en outre une ou plusieurs étapes pour vérifier un tel critère.
Le critère est par exemple la température du support de circuit électrique sur lequel est monté le circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs. Dans ce cas, lors d’une étape E11, la température T_PCB du support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs peut être relevée. La température du support de circuit électrique est relevée, par exemple par un capteur de température, tel qu’une sonde thermique à coefficient de température négatif.
Le procédé peut comprendre une ou plusieurs étapes pour déterminer en fonction de la température du support T_PCB relevée, si le ou les sous-ensembles d’éléments résistifs se trouvent dans un état d’échauffement minimal.
Selon un premier mode de réalisation, la température du support T_PCB relevée est comparée à l’étape E12 à une température limite T_lim prédéfinie représentative d’un échauffement minimal. La température limite T_lim prédéfinie est à titre d’exemple illustratif égale à ou autour de 70°C.
Si la température du support T_PCB relevée est inférieure à la température limite T_lim prédéfinie, il n’y pas d’échauffement minimal détecté, la première phase P1 de régulation n’est pas de nouveau activée et le procédé peut être réitéré depuis le début. En l’absence de détection d’un état d’échauffement minimal, l’alimentation électrique peut recommencer avec une consigne correspondant au minimum entre la consigne reçue de l’unité de commande pilotant les éléments résistifs et la consigne maximale autorisée.
L’évolution d’un ou plusieurs des paramètres, avantageusement fonction de l’intensité de courant électrique, tels que l’intensité du courant électrique i_(sub)system_max, la résistance électrique R_(sub)system, la puissance électrique P_(sub)system des éléments résistifs, peut être surveillée pour détecter la surchauffe d’éléments résistifs du dispositif de chauffage électrique.
À l’inverse, si la température du support T_PCB relevée est supérieure ou égale à la température limite T_lim prédéfinie, le procédé peut comprendre une étape E13 dans laquelle la consigne reçue de l’unité de commande pilotant les éléments résistifs est comparée à une valeur de consigne de reprise prédéfinie. Avantageusement, cette valeur de consigne de reprise prédéfinie est inférieure ou égale à la valeur maximale autorisée de consigne. Cette valeur de consigne de reprise est définie indépendamment de la table de valeurs du ou des paramètres pour la surveillance d’une surchauffe. Par exemple, la valeur de consigne PWM de reprise peut être 50% de la consigne PWM maximale autorisée.
Si la consigne reçue de l’unité de commande est inférieure à la valeur de consigne de reprise, par exemple 50% de la consigne PWM maximale autorisée (flèche Y), il n’est pas nécessaire de réguler la consigne selon la première phase P1 telle que la phase de déclassement de la consigne PWM. La première phase P1 de régulation n’est pas de nouveau activée et le procédé peut être réitéré depuis le début, selon la consigne reçue de l’unité de commande pilotant les éléments résistifs.
À l’inverse, si la consigne reçue de l’unité de commande est supérieure ou égale à la valeur de consigne de reprise, par exemple 50% de la consigne PWM maximale autorisée (flèche N), dans ce cas la consigne est limitée à l’étape E14 à cette valeur de consigne de reprise. L’alimentation électrique des éléments résistifs recommence donc avec une valeur de consigne limitée, fixée à la valeur prédéterminée de reprise et la première phase P1 de régulation est de nouveau activée.
Par la suite, selon la situation, il est possible que la régulation de la consigne PWM reparte à la hausse, c'est-à-dire selon la deuxième phase P2 qui correspond à une phase de montée dans l’exemple particulier décrits pour l’alimentation d’éléments résistifs CTP, ceci est notamment si le système est suffisamment froid, ventilé. La régulation de la consigne peut aussi repartir à la baisse, c'est-à-dire selon la première phase P1 qui correspond à une phase de déclassement dans l’exemple précédent.
Selon un deuxième mode de réalisation, la variation de température ΔT_PCB du support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs peut être surveillée sur une période de temps prédéfinie, par exemple sur la durée prédéfinie d’arrêt de l’alimentation électrique des éléments résistifs. À l’étape E12, cette variation de température ΔT_PCB du support est comparée à une variation de température limite ΔT_lim prédéfinie représentative de l’échauffement minimal du dispositif de chauffage électrique. La variation de température limite ΔT_lim prédéfinie est par exemple égale à -10°C ou environ.
Si la variation de température est inférieure à la variation de température limite prédéfinie, selon l’exemple précédent, si la température a baissé de 10°C ou plus, la baisse de température est considérée comme suffisante et la première phase P1 de régulation n’est pas de nouveau activée. Le procédé peut être réitéré depuis le début, selon la consigne PWM reçue de l’unité de commande pilotant les éléments résistifs.
À l’inverse, si la variation de température ΔT_PCB est supérieure ou égale à la variation de température limite ΔT_lim prédéfinie, selon l’exemple précédent, si la température n’a pas baissé de 10°C ou plus, à l’étape E13, la consigne PWM reçue de l’unité de commande peut être comparée à la valeur de consigne de reprise prédéfinie. Comme décrit précédemment, si la consigne PWM reçue de l’unité de commande est inférieure à la valeur de consigne de reprise (flèche Y), il n’est pas nécessaire de réguler la consigne PWM selon la première phase P1. Sinon, la consigne PWM est limitée à l’étape E14 à la valeur de consigne de reprise, et la première phase P1 de régulation est de nouveau activée.
Détection de surchauffe initiale
Par ailleurs, en se référant à la figure 4, antérieurement à l’activation de la première phase P1 de régulation, la détection d’une surchauffe d’au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs du dispositif de chauffage électrique, peut se faire lorsque la valeur mesurée ou calculée d’au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe, tel que l’intensité du courant électrique i_(sub)system_max, la résistance électrique R_(sub)system, la puissance électrique P_(sub)system, dépasse une valeur seuil prédéfinie i_(sub)system_max_lim, R_(sub)system_lim, P_(sub)system_lim, de détection représentative d’une surchauffe des éléments résistifs. Pour ce faire, les étapes ci-après peuvent être mises en œuvre.
Lors d’une étape préalable, une condition de température ou de variation de température suffisante, du support de circuit électrique sur lequel est monté le circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs, peut être vérifiée afin de s’assurer que les éléments résistifs sont dans un état d’échauffement minimal. Ceci peut se faire de façon similaire aux étapes E11 et E12 précédemment décrites.
Lors d’une étape E100, la valeur du paramètre choisi peut être mesurée ou calculée pour un sous-système, respectivement pour l’ensemble des éléments résistifs.
À titre d’exemple, si le paramètre choisi est l’intensité du courant électrique i_(sub)system_max, il s’agit de relever à l’étape E100 l’intensité de courant parcourant les éléments résistifs d’un sous-système voire de l’ensemble des éléments résistifs du dispositif de chauffage électrique. Cette étape peut être mise en œuvre par un capteur de mesure de courant. Le courant mesuré est par exemple le courant instantané maximum ou au niveau d’un pic, lorsque le signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions est à 100%.
Si le paramètre choisi est fonction de l’intensité de courant électrique i_(sub)system_max mais différent de cette intensité du courant électrique, l’étape E100 comporte une sous-étape de mesure de l’intensité de courant parcourant les éléments résistifs. Par la suite, la valeur du paramètre peut être calculée à partir de l’intensité du courant électrique i_(sub)system_max. La tension d’alimentation U_battery peut être mesurée lors d’une étape E101 afin d’être également prise en compte dans le calcul de valeur du paramètre. Cette étape de calcul peut être mise en œuvre par un moyen de traitement tel qu’un calculateur.
Selon une première approche, le paramètre peut être la résistance électrique R_(sub)system. Dans ce cas à l’étape E100, une valeur de résistance électrique R_(sub)system est calculée à partir de la tension d’alimentation U_battery et de l’intensité du courant électrique i_(sub)system_max mesurées.
Selon une deuxième approche, le paramètre peut être la puissance électrique P_(sub)system. Dans ce cas à l’étape E100, une valeur de puissance électrique P_(sub)system peut être calculée à partir de la tension d’alimentation U_battery et de l’intensité du courant électrique i_(sub)system_max mesurées. En particulier, la puissance électrique P_(sub)system peut être calculée en faisant le produit de l’intensité de courant électrique instantané, de la tension d’alimentation et du rapport cyclique du signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions. Dans ce cas, le procédé comporte une sous-étape E102 pour relever la consigne de rapport cyclique PWM_(sub)system_target.
À l’étape E103, la valeur relevée du paramètre choisi peut être comparée à une valeur seuil de détection de ce paramètre i_(sub)system_max_lim, R_(sub)system_lim, P_(sub)system_lim, représentative d’une surchauffe du dispositif de chauffage électrique. Cette valeur seuil de détection du rapport cyclique peut être définie au moins en fonction de la consigne PWM. En particulier, la valeur seuil de détection est définie en fonction du couple de la tension d’alimentation et de la consigne PWM.
Une surchauffe est détectée en fonction du résultat de comparaison. Plus précisément, une surchauffe du dispositif est détectée si la valeur réelle mesurée ou calculée du paramètre dépasse la valeur seuil de détection définie, en étant supérieure ou inférieure, selon la nature du paramètre et la nature des éléments résistifs.
À titre d’exemple, pour des éléments résistifs à coefficient de température positif CTP par exemple, il y a détection d’une surchauffe (flèche Y), lorsque l’intensité du courant électrique i_(sub)system_max parcourant les éléments résistifs est strictement inférieure à la valeur seuil de détection i_(sub)system_max_lim, ou lorsque la résistance électrique R_(sub)system des éléments résistifs est strictement supérieure à la valeur seuil de détection R_(sub)system_lim, ou encore lorsque la puissance électrique P_(sub)system des éléments résistifs est strictement inférieure à la valeur seuil de détection P_(sub)system_lim. Dans ce cas, la première phase P1 de régulation précédemment décrite est activée.
À l’inverse, si l’intensité du courant électrique i_(sub)system_max est supérieure ou égale à la valeur seuil de détection i_(sub)system_max_lim, ou si la résistance électrique R_(sub)system des éléments résistifs est inférieure ou égale à la valeur seuil de détection R_(sub)system_lim, ou encore si la puissance électrique P_(sub)system des éléments résistifs est supérieure ou égale à la valeur seuil de détection P_(sub)system_lim, il n’y a pas de surchauffe détectée (flèche N) la première phase P1 de régulation n’est pas activée.
Lorsque les éléments résistifs sont du type à coefficient de température négatif CTN, les rapports sont inversés par rapport aux éléments résistifs à coefficient de température positif CTP.
Dans la description ci-dessus, les étapes E0 à E14, E100 à E103, sont indexées. Il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer les différentes étapes du procédé. Cette indexation n’implique pas forcément une priorité d’une étape par rapport à une autre. L’ordre de certaines étapes de ce procédé peut être interverti sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps. Certaines étapes peuvent par exemple être réalisées en même temps.
UNITE DE COMMANDE
La mise en œuvre du procédé de gestion thermique tel que décrit précédemment peut se faire par une unité de commande (non représentée sur les figures). Il s’agit d’une unité de commande électronique. En particulier, le procédé de gestion thermique peut être mis en œuvre par l’unité de commande déjà prévue pour commander les modules chauffants du dispositif de chauffage électrique et/ou pour détecter une surchauffe.
L’unité de commande comporte au moins un moyen de traitement pour mettre en œuvre les étapes du procédé de gestion thermique décrit précédemment en référence à l’ensemble des figures.
De façon générale, l’unité de commande peut comporter un ou plusieurs moyens de traitement tel qu’un moyen de calcul ou microprocesseur pour activer, si une surchauffe est préalablement détectée, une première phase P1 de régulation de la consigne selon un premier sens d’évolution. Le ou les moyens de traitement sont également configurés pour activer une deuxième phase P2 de régulation de la consigne selon un deuxième sens d’évolution, lorsqu’il n’y a plus de surchauffe détectée après une ou plusieurs itérations de la première phase P1 de régulation.
En particulier, l’unité de commande comporte un ou plusieurs moyens de traitement pour relever la consigne PWM, et pour réguler la consigne PWM, par exemple en l’abaissant ou en l’augmentant, selon la phase de régulation P1 ou P2 en cours.
L’unité de commande peut comporter un comparateur pour comparer une requête de consigne d’un utilisateur à une consigne maximale autorisée, ou encore à une consigne de reprise prédéfinie suite à un arrêt de l’alimentation électrique des éléments résistifs.
L’unité de commande comporte par exemple un capteur de mesure de tension pour mesurer ou relever la tension d’alimentation U_battery.
L’unité de commande comporte par exemple un capteur de mesure de courant pour mesurer ou relever le courant i_(sub)system_max parcourant le nombre prédéfini d’éléments résistifs voire l’ensemble des éléments résistifs.
L’unité de commande peut comporter de plus un ou plusieurs moyens de calcul, par exemple pour calculer, la valeur d’au moins un paramètre fonction de l’intensité du courant électrique parcourant le nombre prédéfini d’éléments résistifs i_(sub)system_max pour la surveillance d’une surchauffe du dispositif de chauffage électrique, lorsque ce paramètre est différent de l’intensité de courant électrique. Un tel calcul peut se faire notamment à partir de la mesure du courant i_(sub)system_max et éventuellement de la tension d’alimentation U_battery, par exemple lorsqu’il s’agit de la résistance électrique des modules chauffants. R_(sub)system, voire également en fonction du rapport cyclique, par exemple lorsque le paramètre est la puissance électrique du nombre prédéfini d’éléments résistifs P_(sub)system.
Les ou d’autres moyens de calcul peuvent également être configurés pour déterminer, une valeur seuil de détection du paramètre, la valeur seuil étant représentative d’une surchauffe du dispositif de chauffage électrique et étant définie en fonction de la consigne PWM à chaque régulation i, respectivement j, ou en variante en fonction du couple de la tension d’alimentation U_battery et de la consigne PWM à chaque régulation i, respectivement j, de cette dernière lors de la première P1 ou deuxième P2 phase de régulation.
L’unité de commande comporte par exemple au moins un comparateur pour comparer la valeur du paramètre mesurée ou calculée, à la valeur seuil de détection définie en fonction de la consigne PWM régulée, en couplant éventuellement avec la tension d’alimentation U_battery.
Ce comparateur ou un autre comparateur peut être configuré pour comparer une valeur régulée de consigne PWM_(sub)system_target_i à une valeur limite de consigne PWM_(sub)system_target_m à ne pas dépasser lors de la mise en œuvre de la première phase P1 de régulation.
L’unité de commande peut comporter un moyen de calcul ou microprocesseur pour déterminer en fonction des résultats des comparaisons s’il y a une surchauffe. Notamment le microprocesseur peut évaluer si la valeur mesurée ou calculée du paramètre choisi dépasse (en étant supérieure ou inférieure selon la nature du paramètre et des éléments résistifs) la valeur seuil de détection correspondante afin de détecter si les éléments résistifs sont (toujours) en surchauffe et activer ou réitérer la première phase P1 de régulation. Le microprocesseur peut évaluer lorsque la valeur mesurée ou calculée du paramètre choisi ne dépasse plus (en étant supérieure ou inférieure selon la nature du paramètre et des éléments résistifs) la valeur seuil de détection correspondante afin d’activer la deuxième phase P2 de régulation.
L’unité de commande peut comporter un autre ou le même moyen de calcul ou microprocesseur pour générer une commande d’arrêt de l’alimentation électrique des éléments résistifs pendant une durée d’arrêt prédéfinie, lorsque la valeur régulée de consigne PWM atteint la valeur limite de consigne PWM_(sub)system_target_m définie pour la première phase P1 de régulation.
L’unité de commande peut également comporter au moins un moyen de traitement pour vérifier si un critère du dispositif de chauffage électrique est représentatif d’un état d’échauffement minimal. Par exemple, on peut prévoir un capteur de température du support du circuit d’alimentation des éléments résistifs. L’unité de commande peut comporter ce capteur de température additionnel. Un tel capteur de température peut être placé sur la carte à circuit imprimé PCB, par exemple en étant soudé, brasé, ou collé. Il peut s’agir d’une sonde thermique à coefficient de température négatif (CTN) dont la résistance électrique diminue de façon uniforme avec la température. En alternative, il pourrait s’agir d’une sonde thermique à coefficient de température positif (CTP), dont la résistance électrique augmente fortement avec la température.
L’unité de commande peut comporter par exemple un comparateur pour comparer la température T_PCB du support de circuit électrique relevée, respectivement une variation de température ΔT_PCB, à un seuil prédéfini T_lim, respectivement à une variation de température limite ΔT_lim, correspondant à un échauffement minimal du dispositif de chauffage électrique.
Le ou un autre moyen de calcul ou microprocesseur peut en fonction des résultats des comparaisons, réactiver la première phase P1 de régulation, avantageusement selon une consigne PWM limitée, lorsque la température T_PCB ou la variation de température ΔT_PCB du support de circuit électrique correspond à un échauffement minimal.
Ainsi, en régulant graduellement la consigne PWM, et en adaptant à chaque régulation la valeur seuil d’un ou plusieurs premiers paramètres, avantageusement fonction de l’intensité de courant électrique, le procédé selon l’invention permet d’agir en temps réel en cas de surchauffe afin d’éviter au dispositif de chauffage électrique d’atteindre un niveau de température critique qui risquerait de dégrader certains composants alentours.

Claims (16)

  1. Procédé de gestion thermique en cas de détection de surchauffe d’un dispositif de chauffage électrique, notamment pour véhicule automobile, ledit dispositif comportant une pluralité d’éléments résistifs configurés pour être alimentés électriquement par une source de tension électrique, dans lequel l’alimentation électrique d’au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs est pilotée à l’aide d’un signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions,
    caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes :
    1. relever la consigne de rapport cyclique du signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs (PWM_(sub)system_target_0),
    2. activer une première phase (P1) de régulation graduelle de ladite consigne selon un premier sens d’évolution, la première phase (P1) de régulation comprenant les sous-étapes suivantes :
      1. réguler la consigne de rapport cyclique (PWM_(sub)system_target_0) selon un premier pas prédéfini,
      2. pour chaque valeur régulée (PWM_(sub)system_target_i) de consigne de rapport cyclique, déterminer une valeur seuil (P_(sub)system_lim_i ; R_(sub)system_lim_i ; i_(sub)system_max_lim_i) d’au moins un paramètre (P_(sub)system ; R_(sub)system ; i_(sub)system_max) pour la surveillance d’une surchauffe dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs en fonction de la valeur régulée de consigne de rapport cyclique (PWM_(sub)system_target_i),
        ledit au moins un paramètre (P_(sub)system ; R_(sub)system i_(sub)system_max) étant fonction de l’intensité du courant électrique (i_(sub)system_max) parcourant le sous-ensemble d’éléments résistifs,
        ladite valeur seuil étant représentative d’une surchauffe dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs,
      3. à chaque itération de la première phase (P1) de régulation, mesurer ou calculer ledit au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe (P_(sub)system ; R_(sub)system ; i_(sub)system_max) dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs et comparer la valeur mesurée ou calculée à la valeur seuil de détection (P_(sub)system_lim_i ; R_(sub)system_lim_i ; i_(sub)system_max_lim_i) déterminée correspondante,
    3. réitérer la première phase (P1) de régulation, tant que la valeur mesurée ou calculée dudit au moins un paramètre (P_(sub)system ; R_(sub)system ; i_(sub)system_max) pour la surveillance d’une surchauffe dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs, dépasse ladite valeur seuil de détection (P_(sub)system_lim_i ; R_(sub)system_lim_i ; i_(sub)system_max_lim_i) déterminée,
      sinon,
      activer une deuxième phase (P2) de régulation de ladite consigne, selon un deuxième sens d’évolution opposé au sens d’évolution de la première phase (P1) de régulation.
  2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la première phase (P1) est une phase de déclassement de ladite consigne selon un premier sens d’évolution, comprenant les sous-étapes suivantes :
    1. limiter ladite consigne selon un premier pas prédéfini permettant d’atteindre un niveau de déclassement i,
    2. pour chaque valeur limitée de consigne (PWM_(sub)system_target_i), déterminer une valeur seuil correspondante de détection (i_(sub)system_max_lim_i ; R_(sub)system_lim_i ; P_(sub)system_lim_i) d’au moins un paramètre fonction de l’intensité du courant électrique pour la surveillance d’une surchauffe d’au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs en fonction de la valeur limitée de consigne (PWM_(sub)system_target_i),
    3. à chaque itération de la première phase (P1) de déclassement, mesurer ou calculer ledit au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe (i_(sub)system_max ; R_(sub)system ; P_(sub)system) dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs et comparer la valeur mesurée ou calculée à la valeur seuil de détection (i_(sub)system_max_lim_i ; R_(sub)system_lim_i ; P_(sub)system_lim_i) déterminée correspondante.
  3. Procédé selon l’une des revendications précédentes, comprenant une étape pour mesurer la tension d’alimentation (U_battery), et dans lequel la valeur seuil de détection (P_(sub)system_lim_i ; R_(sub)system_lim_i ; i_(sub)system_max_lim_i) dudit au moins un paramètre est également déterminée en fonction de la tension d’alimentation (U_battery) mesurée.
  4. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la valeur dudit au moins un paramètre (P_(sub)system ; R_(sub)system), lorsque ledit au moins un paramètre est différent de l’intensité du courant électrique, est calculée à partir de la tension d’alimentation (U_battery) mesurée et de la valeur de l’intensité du courant électrique (i_(sub)system_max) parcourant le sous-ensemble d’éléments résistifs mesurée.
  5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un paramètre est choisi parmi :
    1. la résistance électrique du nombre prédéfini d’éléments résistifs (R_(sub)system),
    2. la puissance électrique du nombre prédéfini d’éléments résistifs (P_(sub)system),
    3. l’intensité du courant électrique parcourant le nombre prédéfini d’éléments résistifs (i_(sub)system_max), un multiple ou une puissance de l’intensité du courant électrique parcourant le nombre prédéfini d’éléments résistifs.
  6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la deuxième phase (P2) de régulation est graduelle et comprend les sous-étapes suivantes :
    1. réguler la consigne dudit rapport cyclique selon un deuxième pas prédéfini,
    2. pour chaque valeur régulée (PWM_(sub)system_target_ j) de consigne de rapport cyclique, déterminer une valeur seuil (P_(sub)system_lim_j ; R_(sub)system_lim_j ; i_(sub)system_max_lim_j) dudit moins un paramètre (P_(sub)system ; R_(sub)system ; i_(sub)system_max) représentative d’une surchauffe,
    3. à chaque itération de la deuxième phase (P2) de régulation, mesurer ou calculer ledit au moins un paramètre (P_(sub)system ; R_(sub)system ; i_(sub)system_max) et comparer la valeur mesurée ou calculée à la valeur seuil de détection (P_(sub)system_lim_j ; R_(sub)system_lim_j ; i_(sub)system_max_lim_j) déterminée correspondante,
    4. si ledit au moins un paramètre (P_(sub)system ; R_(sub)system ; i_(sub)system_max) pour la surveillance d’une surchauffe mesuré ou calculé dépasse la valeur seuil de détection déterminée (i_(sub)system_max_lim_j ; R_(sub)system_lim_j), activer de nouveau la première phase de régulation,
      sinon,
      réitérer la deuxième phase (P2) de régulation de ladite consigne.
  7. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la deuxième phase (P2) de régulation est une phase de montée comprenant les sous-étapes suivantes :
    1. augmenter ladite consigne selon un deuxième pas prédéfini,
    2. pour chaque valeur augmentée de consigne (PWM_(sub)system_target_ j ), déterminer une valeur seuil correspondante de détection (i_(sub)system_max_lim_ j ; R_(sub)system_lim_ j ; P_(sub)system_lim_ j) dudit au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs, la valeur seuil de détection étant représentative d’une surchauffe,
    3. à chaque itération de la deuxième phase (P2) de montée, mesurer ou calculer ledit au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe (i_(sub)system_max ; R_(sub)system ; P_(sub)system) dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs et comparer la valeur mesurée ou calculée à la valeur seuil de détection (i_(sub)system_max_lim_ j ; R_(sub)system_lim_ j ; P_(sub)system_lim_ j) déterminée correspondante,
    4. si ledit au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe mesuré ou calculé dépasse la valeur seuil de détection déterminée (i_(sub)system_max_lim_ j ; R_(sub)system_lim_ j ; P_(sub)system_lim_ j), activer de nouveau la première phase (P1) de déclassement, sinon, réitérer la deuxième phase (P2) de montée.
  8. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant les étapes suivantes :
    1. durant la première phase (P1) de régulation, comparer la valeur régulée de ladite consigne (PWM_(sub)system_target_i) à une valeur limite (PWM_(sub)system_target_m),
    2. si la valeur régulée de ladite consigne (PWM_(sub)system_target_i) atteint la valeur limite, générer une commande d’arrêt de l’alimentation électrique dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs pendant une durée d’arrêt prédéfinie.
  9. Procédé selon la revendication précédente, comportant une étape pour générer une commande de reprise de l’alimentation électrique dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs avec une consigne de reprise fixée à une valeur prédéterminée inférieure ou égale à une valeur maximale autorisée de consigne (PWM_(sub)system_target_0).
  10. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre les étapes suivantes :
    1. relever la température (T_PCB) d’un support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs,
    2. déterminer en fonction de la température (T_PCB) relevée dudit support si ledit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs est dans un état d’échauffement minimal, et
    3. activer la première phase (P1) de régulation lorsqu’un état d’échauffement minimal dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs est déterminé.
  11. Procédé selon les revendications 9 et 10, dans lequel :
    1. la température (T_PCB) dudit support est relevée postérieurement à l’arrêt de durée prédéfinie de l’alimentation électrique dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs, et
    2. si un état d’échauffement minimal dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs est déterminé en fonction de la température (T_PCB) dudit support relevée, la commande de reprise de l’alimentation électrique est générée avec la consigne de reprise.
  12. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les éléments résistifs sont du type à coefficient de température positif, et dans lequel :
    1. la première phase (P1) de régulation est une phase de déclassement durant laquelle ladite consigne de rapport cyclique est abaissée graduellement selon le premier pas prédéfini, tant que
      la puissance relevée (P_(sub)system) est strictement inférieure à la valeur seuil de détection (P_(sub)system_lim_i) déterminée en première phase (P1) de régulation, ou tant que
      l’intensité du courant électrique (i_(sub)system_max) parcourant les éléments résistifs est strictement inférieure à la valeur seuil de détection (i_(sub)system_max_lim_i) déterminée en première phase (P1) de régulation, ou tant que
      la résistance électrique (R_(sub)system) des éléments résistifs dudit au moins un sous-ensemble est strictement supérieure à la valeur seuil de détection (R_(sub)system_lim_i) déterminée en première phase (P1) de régulation, et
    2. la deuxième phase (P2) de régulation est une phase de montée durant laquelle ladite consigne de rapport cyclique est augmentée, lorsque
      la puissance relevée est supérieure ou égale à la valeur seuil de détection (P_(sub)system_lim_j) déterminée en deuxième phase (P2) de régulation, ou lorsque
      l’intensité du courant électrique (i_(sub)system_max) est supérieure ou égale à la valeur seuil de détection (i_(sub)system_max_lim_ j) déterminée en deuxième phase (P2) de régulation, ou lorsque
      la résistance électrique (R_(sub)system) des éléments résistifs dudit au moins un sous-ensemble est inférieure ou égale à la valeur seuil de détection (R_(sub)system_lim_ j) déterminée en deuxième phase (P2) de régulation.
  13. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première phase (P1) et/ou deuxième phase (P2) de régulation est itérée selon une période prédéfinie.
  14. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel ledit premier et/ou deuxième pas prédéfini est constant ou variable.
  15. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel :
    1. au moins deux sous-ensembles d’éléments résistifs distincts sont pilotés de façon indépendante par modulation de largeur d’impulsions l’alimentation électrique, et dans lequel
    2. pour chaque sous-ensemble, une valeur seuil de détection dudit au moins un paramètre (i_(sub)system_max_lim_i,j ; R_(sub)system_lim_i,j ; P_(sub)system_lim_i,j) est définie de façon indépendante, selon la nature et/ou le nombre des éléments résistifs du sous-ensemble.
  16. Unité de commande pour un dispositif de chauffage électrique comportant une pluralité d’éléments résistifs configurés pour être alimentés électriquement par une source de tension électrique, l’unité de commande étant configurée pour générer un signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions de l’alimentation électrique des éléments résistifs, caractérisée en ce que l’unité de commande comporte au moins un moyen de traitement pour :
    1. relever la consigne de rapport cyclique du signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs (PWM_(sub)system_target_0),
    2. activer une première phase (P1) de régulation graduelle dudit rapport cyclique selon un premier sens d’évolution, la première phase (P1) de régulation comprenant les sous-étapes suivantes :
      1. réguler la consigne de rapport cyclique (PWM_(sub)system_target_0) selon un premier pas prédéfini,
      2. pour chaque valeur régulée (PWM_(sub)system_target_i) de consigne de rapport cyclique, déterminer une valeur seuil (P_(sub)system_lim_i ; R_(sub)system_lim_i ; i_(sub)system_max_lim_i) d’au moins un paramètre (P_(sub)system ; R_(sub)system ; i_(sub)system_max) pour la surveillance d’une surchauffe dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs en fonction de la valeur régulée de consigne de rapport cyclique (PWM_(sub)system_target_i),
        ledit au moins un paramètre (P_(sub)system ; R_(sub)system i_(sub)system_max) étant fonction de l’intensité du courant électrique (i_(sub)system_max) parcourant le sous-ensemble d’éléments résistifs,
        ladite valeur seuil étant représentative d’une surchauffe dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs,
      3. à chaque itération de la première phase (P1) de régulation, mesurer ou calculer ledit au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe (P_(sub)system ; R_(sub)system ; i_(sub)system_max) dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs et comparer la valeur mesurée ou calculée à la valeur seuil de détection (P_(sub)system_lim_i ; R_(sub)system_lim_i ; i_(sub)system_max_lim_i) déterminée correspondante,
    3. réitérer la première phase (P1) de régulation, tant que la valeur mesurée ou calculée dudit au moins un paramètre (P_(sub)system ; R_(sub)system ; i_(sub)system_max) pour la surveillance d’une surchauffe dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs, dépasse ladite valeur seuil de détection (P_(sub)system_lim_i ; R_(sub)system_lim_i ; i_(sub)system_max_lim_i) déterminée,
      sinon, activer une deuxième phase (P2) de régulation de la consigne dudit rapport cyclique, selon un deuxième sens d’évolution opposé au sens d’évolution de la première phase (P1) de régulation.
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US20120074236A1 (en) * 2010-09-09 2012-03-29 Kia Motors Corporation Control method of air conditioner in electrical vehicle
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