Brevet FR2816404A1 — publié le 20020510

Procédé et dispositif de détermination de la température d'un élément conducteur. La présente invention relève du domaine de la mesure de la température. Sur un véhicule, les techniques de dépollution actuelles mettent en oeuvre des éléments de chauffage que l'on souhaite maintenir dans une plage de température prédéterminée pour un fonctionnement optimal du système. A titre d'exemple, les catalyseurs de dépollution des gaz d'échappement d'un moteur à combustion thermique fonctionnent de façon satisfaisante à des températures élevées qui ne doivent toutefois pas dépasser un plafond déterminé afin d'éviter une destruction de certains éléments du catalyseur. Il est donc nécessaire d'acquérir une information de température, acquisition qui est généralement réalisée par l'intermédiaire de capteurs de température. L'invention propose une mesure de température par des moyens économiques, fiables et de faible masse. Le procédé de détermination de la température, selon un aspect de l'invention, est destiné à un élément conducteur pourvu de deux bornes entre lesquelles un courant électrique peut circuler, procédé dans lequel on mesure la tension U et le courant 1 à la source d'énergie électrique, on calcule la résistance électrique Re dudit élément, et on calcule la température 0 dudit élément avec 0 = 'l (Re), la fonction f donnant la résistance Re en relation avec la température 0. De préférence, on calcule la résistance Re selon Re = U/I-R,, avec RI la résistance des lignes électriques entre la source et ledit élément conducteur. Dans un mode de réalisation de l'invention, on alimente ledit élément conducteur par ladite source pour chauffer ledit élément conducteur. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on alimente ledit élément conducteur par ladite source pour déterminer la température et par une autre source pour chauffer ledit élément conducteur. Dans un mode de réalisation de l'invention, ladite autre source est à impulsions. Dans un mode de réalisation de l'invention, les deux sources sont actives alternativement. De préférence, des lignes électriques entre la source et ledit élément conducteur restent à température sensiblement constante. Le dispositif, selon un aspect de l'invention, est destiné à la détermination de la température d'un élément conducteur pourvu de deux bornes entre lesquelles un courant électrique peut circuler. Le dispositif comprend un moyen de mesure de la tension U et du courant I à la source d'énergie électrique, un moyen de calcul de la résistance électrique Re dudit élément, et un moyen de calcul de la température Q dudit élément avec 0 = f l (Re), la fonction f donnant la résistance Re en relation avec la température 0. Dans un mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend une seule source apte à alimenter ledit élément conducteur en le chauffant. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend une autre source pour chauffer ledit élément conducteur, ladite source étant destinée à la détermination de la température. Ainsi, on utilise la variation de la résistance de l'élément chauffant pour mesurer sa température propre. On peut se passer de sonde de température, d'élément de connexion de la sonde de température, d'élément de montage mécanique de ladite sonde, d'où une réduction de masse, de coût d'achat et de montage, du risque de défaillance et une augmentation de la précision de mesure. De plus, la mesure de la résistance de l'élément chauffant permet de prendre en compte des apports calorifiques externes à l'élément chauffant, par exemple provenant d'éléments voisins tels qu'un moteur thermique. La présente invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est un synoptique d'un système selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est un synoptique selon un second mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 3 est un organigramme des étapes de procédé utilisant le second mode de réalisation de l'invention. Comme on peut le voir sur la figure 1, le système comprend une source de commande 1 reliée à un élément chauffant 2 dont on souhaite mesurer la température, par l'intermédiaire de lignes électriques 3 et 4 présentant chacune une résistance connue notée respectivement R3 et R4. A la sortie de la source de commande 1, sur la ligne 3, est prévu un capteur de courant 5. Un capteur de tension 6 est prévu à la sortie de la source de commande 1 entre les lignes 3 et 4. Le système comprend en outre un élément de contrôle 7 relié aux capteurs 5 et 6 pour recevoir une information relative au courant 1 circulant dans la ligne 3, et une information relative à la tension U entre les lignes 3 et 4. La sortie de l'élément de contrôle 7 est reliée à la source de commande 1 qui peut également avoir d'autres entrées reliées à des interfaces avec d'autres éléments, par exemple avec un superviseur d'un moteur thermique. L'élément de contrôle 7 à partir de la tension U et du courant 1 mesuré et des valeurs des résistances R3 et R4 qui y sont stockées, effectue un calcul de la résistance électrique Redue l'élément chauffant 2. On calcule tout d'abord la résistance de l'élément chauffant par : Re =1 U/1-R3-R4. Par ailleurs, la loi f de variation de la résistance Re de l'élément chauffant 2 en fonction de la température 9 est connue de par la construction de l'élément chauffant 2 et peut donc être stockée dans une mémoire de l'élément de contrôle 7, par exemple sous forme d'une table. Connaissant la résistance R, on peut donc en déduire la température 6 en inversant ladite loi f avec : 9 = f'1 (Re). Il est également possible de stocker dans une mémoire une table donnant la température en fonction du rapport tension/courant, sachant que les valeurs des résistances R3 et R4 sont constantes. On notera ici qu'on considère que les lignes 3 et 4 ne subissent pas d'élévation de température susceptible de modifier leur résistance électrique. On considérera donc que R3 et R4 sont constantes et on pourra noter RI = R3 + R4. Dans ce cas, on a : 0 = f' (U/I-R. Sur la figure 2, est illustré un mode de réalisation légèrement différent du précédent, dans lequel est prévu un commutateur de mesure 8 disposé en sortie de la source de commande 1, une source de mesure 9 reliée au commutateur de mesure 8, et un élément de contrôle 10 relié, d'une part au commutateur de mesure 8 et, d'autre part à la source de commande 1. L'élément de contrôle 10 reçoit du commutateur de mesure 8 la valeur de la résistance apparente Ra vue en sortie du commutateur de mesure 5 et égale à la somme R3 + Re + R4. L'élément de contrôle 10 possède une sortie de commande reliée au commutateur de mesure 8 et également une sortie de commande reliée à la source de commande 1. Le système illustré sur la figure 2 permet de réaliser une mesure dite"décalée". Le commutateur de mesure 8 permet d'effectuer alternativement le pilotage de l'élément chauffant 2 par la source de commande 1 et par la source de mesure 9. Lors d'une phase de mesure, la résistance apparente Ra est mesurée grâce à la source de mesure 9. Pendant la phase de commande, le pilotage de l'élément chauffant 2 est réalisé grâce à la source de commande 1. Le calcul de la température 6 est similaire à celui exposé en référence à la figure 1. Le commutateur de mesure 8 peut se présenter sous la forme d'un module ou au contraire être intégré à la source de commande 1 dans le cas où le pilotage de l'élément chauffant 2 est réalisé par commande pulsée. Grâce à l'invention, on obtient une information de température d'un élément résistif ou plus généralement d'un ensemble pourvu d'un tel élément résistif et ce sans prévoir de capteur ou de sonde de température spécifique. On met à profit les caractéristiques intrinsèques de l'élément résistif, à savoir l'évolution de sa résistance électrique en fonction de sa température pour en calculer ladite température. Au cas où une mesure très précise de température est souhaitable, on pourrait envisager de tenir compte de la variation de température OR des lignes 3 et 4 et donc de la variation des résistances R3 et R4 qui en découle. On pourrait avantageusement utiliser à cette fin un capteur de température ambiante ou plus généralement un autre capteur de température déjà prévu par ailleurs, par exemple au sein du véhicule dans lequel le système est embarqué. Une table de l'élément de contrôle 10 pourrait stocker les valeurs de la résistance R1 en fonction de la température OR' Un exemple de procédé de mesure est illustré sur la figure 3. Dans une première étape, on applique la source de mesure 9 sur l'élément chauffant 2. Cette commande est effectuée par l'élément de contrôle 10 du commutateur de mesure 8. La source de mesure 9 est appliquée à l'élément chauffant 2 par l'intermédiaire des liaisons 3 et 4. Dans une deuxième étape, on mesure la résistance totale. On mesure la tension U et le courant I par l'élément de contrôle 10 et on en déduit la résistance totale des liaisons 3 et 4 et des éléments chauffants 2. Dans une troisième étape, on effectue le calcul de la résistance de l'élément chauffant 2 au moyen de l'élément de contrôle 10 qui compense la résistance des liaisons 3 et 4. Dans une quatrième étape, on détermine la température de l'élément chauffant au moyen de l'élément de contrôle 10 et à partir de la valeur de sa résistance. Dans une cinquième étape, l'élément de contrôle 10 calcule la correction de température à apporter par rapport à une consigne. On peut mettre en oeuvre un correcteur de type PID. Dans une sixième étape, l'élément de contrôle 10 pilote la source de commande 1 en fonction du résultat précédent, la source de commande 1 ayant été appliquée sur l'élément chauffant 2 au préalable lors des troisième, quatrième ou cinquième étapes. La reconnexion de la source de commande 1 à l'élément chauffant 2 étant effectuée sur ordre de l'élément de contrôle 10. A l'issue de la sixième étape, une temporisation peut être mise en oeuvre puis lors d'une septième étape, l'élément de contrôle 10 coupe la source de commande 1 pour limiter les risques de perturbation de la mesure et on peut alors commencer une nouvelle mesure en retournant à la première étape. REVENDICATIONS 1. Procédé de détermination de la température d'un élément conducteur pourvu de deux bornes entre lesquelles un courant électrique peut circuler, dans lequel on mesure la tension U et le courant 1 à la source d'énergie électrique, on calcule la résistance électrique Re dudit élément, et on calcule la température 0 dudit élément avec 0 = f-1 (Re), la fonction f donnant la résistance Re en relation avec la température e. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on calcule la résistance Re selon Re = U/1-R avec Rj la résistance des lignes électriques entre la source et ledit élément conducteur. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel on alimente ledit élément conducteur par ladite source pour chauffer ledit élément conducteur. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel on alimente ledit élément conducteur par ladite source pour déterminer la température et par une autre source pour chauffer ledit élément conducteur. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ladite autre source est à impulsions. 6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, dans lequel les deux sources sont actives alternativement. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel des lignes électriques entre la source et ledit élément conducteur restent à température sensiblement constante. 8. Dispositif de détermination de la température d'un élément conducteur (2) pourvu de deux bornes entre lesquelles un courant électrique peut circuler, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen de mesure (6) de la tension U, un moyen de mesure (5) du courant 1 à la source d'énergie électrique, un moyen de calcul de la résistance électrique Re dudit élément, et un moyen de calcul de la température 6 dudit élément avec 6 = el (Re), la fonction f donnant la résistance Reen relation avec la température 0. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comprend une seule source (1) apte à alimenter ledit élément conducteur en le chauffant. 10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comprend une autre source (1) pour chauffer ledit élément conducteur, ladite source (9) étant destinée à la détermination de la température.