Brevet FR2906616A1 — publié le 20080404

DISPOSITIF ET PROCEDE DE DETERMINATION DE L'INTENSITE DE COURANT La présente invention concerne un dispositif et procédé permettant de déterminer ou d'évaluer l'intensité de courant. Il est des systèmes pour lesquels il y a un besoin de connaître la valeur d'un courant électrique. Par exemple, des systèmes anti-pincement peuvent détecter le pincement d'un objet par une vitre de porte de véhicule automobile. Ces systèmes détectent le pincement notamment en détectant une variation de courant d'alimentation du moteur d'entraînement de la vitre. L'intensité du courant doit donc être connue. Pour cela, on peut utiliser un shunt placé dans le circuit électrique d'alimentation du moteur. Le shunt est une résistance calibrée précisément qui permet, à l'aide de la mesure de la tension aux bornes du shunt, de déduire la valeur du courant d'alimentation du moteur. Le shunt est de préférence construit de sorte que sa résistance soit précisément connue et ne varie pas en fonction de la température ; le shunt est donc un composant onéreux. Or, dans un véhicule par exemple, il se peut que plusieurs intensités doivent être déterminées ; le véhicule peut comprendre plusieurs systèmes anti-pincement, des systèmes de réglage de rétroviseurs, ..., l'intensité relative au fonctionnement de chacun de ces systèmes pouvant être d'intérêt. Mais la détermination de l'intensité de courant de chacun de ces systèmes est onéreuse si l'on détermine pour chacun de ces systèmes l'intensité de courant à l'aide d'un shunt. II y a donc un besoin pour un dispositif moins onéreux permettant de déterminer une pluralité d'intensités de courant. L'invention se rapporte à un dispositif permettant d'évaluer le courant passant dans chacune des branches d'un circuit multi-voies caractérisé en ce que le dispositif comprend : - des branches secondaires en parallèle et qui reçoivent chacune un composant résistif, - une branche principale avec un composant résistif, la branche principale étant branchée en série aux branches secondaires - une unité de contrôle analysant les tensions mesurées aux bornes de chacun des composants résistifs et en déduisant la valeur du courant qui les traverse. Selon une variante, le composant de la branche principale a une résistance prédéterminée. Selon une variante, le composant de la branche principale est un shunt. R-ABrevets\ 23400'.2 34 84--0605 1 2-demandeFR doc -28/09'06 - 10.09 - 1/10 2906616 2 Selon une variante, le composant résistif des branches secondaires a une caractéristique variable en fonction de la température. Selon une variante, le composant résistif des branches secondaires a une résistance variable en fonction de la température. 5 Selon une variante, le composant résistif des branches secondaires est personnalisé pour chacune des branches secondaires en fonction du courant nominal qui doit y passer, tous les composants résistifs variant suivant la même loi en fonction de la température. Selon une variante, l'unité de contrôle détermine en outre la température 10 globale du dispositif. L'invention se rapporte aussi à une architecture d'un système électrique de véhicule comprenant le dispositif tel que décrit précédemment. Selon une variante, au moins l'une des branches secondaires est choisie dans un groupe consistant en un circuit d'alimentation d'un moteur de lève-vitre, un 15 circuit d'alimentation d'un moteur d'actionnement de rétroviseur, un circuit d'alimentation d'un moteur d'actionnement de serrure, un circuit d'alimentation d'un moteur d'actionnement de toit ouvrant et un circuit d'alimentation d'un moteur d'actionnement de siège. L'invention se rapporte aussi à un procédé de détermination de l'intensité de 20 courant électrique dans chacune des branches d'un dispositif tel que décrit précédemment ou dans l'architecture telle que décrite précédemment, comprenant les étapes de -mesure de la tension aux bornes des composants résistifs de chaque branche principale et secondaire, et 25 détermination de l'intensité du courant dans les branches en fonction de la caractéristique du composant de la branche principale. Selon une variante, on détermine en outre la température du dispositif. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre 30 d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent : - figure 1, une architecture selon un exemple de l'invention. L'invention se rapporte à un dispositif permettant d'évaluer le courant passant dans chacune des branches d'un circuit multi-voies. Le dispositif comportant des branches secondaires en parallèle et qui reçoivent chacune un composant résistif, le 35 dispositif comportant aussi une branche principale avec un composant résistif, la branche principale étant branchée en série aux branches secondaires. Le dispositif comporte aussi une unité de contrôle analysant les tensions mesurées aux bornes de chacun des composants résistifs et en en déduisant la valeur du courant qui les R:\Brevets\23400\23 414--0605 1 2-detnandeFR. doc - 21,09'06 - 10:09 2/10 2906616 3 traverse. Le dispositif permet alors de déterminer le courant dans plusieurs branches de manière peu onéreuse. En effet, seule la branche principale comporte un composant dont les caractéristiques sont connues, donc plus onéreux, alors que les branches secondaires comportent un composant de caractéristique variable avec la 5 température par exemple, donc peu onéreux. Ainsi, plutôt que toutes les branches soient équipées d'un composant onéreux, seule la branche principale est équipée ainsi. La figure 1 montre une architecture comprenant un dispositif 10. Le dispositif 10 comporte une branche principale 12 de circuit et des branches 14 secondaires de 10 circuit. Les branches 14 secondaires sont en parallèle entre elles ; chacune des branches 14 secondaires est reliée en série à la branche 12 principale. La branche principale comporte un composant de caractéristique prédéterminée ; les branches secondaires comportent un composant de caractéristique variable, les caractéristiques variables variant selon la même loi de variation. Le dispositif comporte aussi un 15 organe de mesure de la tension dans les branches et une unité de contrôle 24 déterminant l'intensité du courant dans les branches, en fonction des tensions dans chacune des branches et de la caractéristique prédéterminée du composant de la branche principale. Le nombre n de branches 14 secondaires est supérieur ou égal à deux. Les n branches sont référencées 141, 142, ..., 14n. Les branches 12, 14 20 comportent toutes un composant 16, 18 résistif. Le composant 16 de la branche 12 principale a une caractéristique prédéterminée et connue. En particulier, le composant est un composant résistif avec une résistance prédéterminée. La caractéristique est prédéterminée en ce sens qu'elle ne varie pas en fonction de paramètres extérieurs ; par exemple, la caractéristique ne 25 varie pas en fonction de la température. Le composant peut être un shunt (résistance calibrée). La résistance du shunt est prédéterminée et connue de manière précise. De préférence, on choisira un matériau pour le shunt tel que la résistance du shunt ne varie pas en fonction notamment de la température. Le composant 181, 182,... 18n de chacune des branches 14 secondaires a une 30 caractéristique variable. En particulier, le composant est un composant résistif avec une résistance dont la valeur de la résistance peut être variable. La caractéristique est variable en ce sens qu'elle est susceptible de varier en fonction de paramètres extérieurs ; par exemple, la caractéristique peut varier en fonction de la température. Par rapport au composant 16 de la branche principale 12, le composant 181, 182,... 35 18n de chacune des branches 14 secondaires a une caractéristique moins précise. Le composant est par exemple une résistance bon marché, dont le comportement est susceptible de varier avec la température (du composant, ou plus généralement du dispositif) au cours de l'utilisation. La variation en tant que telle de la caractéristique R:Brevets\23400\23484--OOO512-denundeFR doc - 28/09,06 - 10'09 - 3/10 2906616 4 du composant 181, 182,... 18n n'est pas souhaitée, mais cette variation rend le composant bon marché. Toutefois, le composant 181, 182,... 18n a une caractéristique variant de manière connue, selon une loi de variation qui est la même pour les composants 181, 5 182,... 18n. Par exemple, la résistance variant en fonction de la température peut varier selon la relation suivante R = R0(1 + aT + (3T2 + ...), avec RO la résistance nominale R1, R2, ..., Rn de chaque composant 181, 182,... 18n des n branches secondaires, T la température de fonctionnement et a, R,... les facteurs de température connus selon les matériaux utilisés (par exemple, pour le Cuivre, a = 10 0.4% / C). Pour simplifier, la résistance variable des composants s'écrit KR1, KR2, KRn avec K le coefficient de température correspondant au terme, ou loi de variation, (1 + aT + (3T2 + .) et R1, R2, ..., Rn la résistance nominale de chaque composant 181, 182, ..., 18n. On suppose que les composants 18 sont à la même température au cours du fonctionnement du dispositif. La résistance nominale de 15 chaque composant 181, ..., 18n peut être la même ou non, comme indiqué par la suite. De préférence, les caractéristiques des composants 181, 182,... 18n varient selon la même loi de variation ; en particulier, le coefficient de température K est le même pour tous les composants 181, 182,... 18n et varie de la même manière. La variation du coefficient de température permet de faire varier la résistance des 20 composants 181, 182,... 18n selon la même loi. Ainsi, le rapport des caractéristiques des composants 181, 182,... 18n sur une valeur nominale de ces caractéristiques varie de manière semblable pour toutes branches. Le dispositif comporte aussi une unité de contrôle 24 analysant les tensions mesurées aux bornes de chacun des composants résistifs et en en déduisant la valeur 25 du courant qui les traverse. En d'autres termes, l'unité de contrôle 24 détermine l'intensité du courant dans les branches 14 secondaires en fonction des tensions dans chacune des branches 12, 14 et de la caractéristique prédéterminée du composant 16 de la branche principale. Ceci permet de surveiller les variations d'intensité de courant dans les branches secondaires 14. La détermination de l'intensité des 30 courants se fait de la manière décrite ci-après. Selon la figure 1, un courant I1, I2, ..., In traverse chacune des branches 14 secondaires ; les branches 14 secondaires étant chacune en série avec la branche 12 principale, le courant I traversant la branche 12 principale correspond à la somme des courants traversant les branches 14 secondaires, I = Il + I2 + ... + In. Au point 35 référencé 201, 202, ..., 20n de chacune des branches 14 secondaires, le potentiel est de VI, V2, ..., Vn. Au point référencé 22 de la branche 12 principale, le potentiel est V. Ces potentiels sont mesurés par un organe approprié (par exemple par un organe du type voltmètre) du dispositif en chacun des points 201, 202. . . 20n, 22. La tension R?13revets\23400v23 4 84--060 5 1 2-dernandeFR doc -28109'06 - 1209-4/10 2906616 5 aux bornes de chacun des composants 18 correspond à la différence de potentiel VI ù V, V2 ù V, ... Vn ù V. La tension aux bornes du composant 16 correspond à la différence entre le potentiel V au point 22 et le potentiel de la masse 23 à laquelle la branche 12 principale est reliée ; le potentiel à la masse 23 étant nul, la tension aux 5 bornes du composant 16 est V. La tension aux bornes de chaque composant 181, 182, ..., 18n est obtenue par la relation U = RI, U étant la tension aux bornes du composant, R étant la résistance du composant de la branche considérée et I le courant traversant le composant. Pour chaque branche 14 secondaire, la relation U = RI est écrite : 10 V1-V=KR1.I1; V2-V=KR2.12; Vn - V = KRn.In, Pour la branche 12 principale on obtient V = R.1 (avec K=l dans ce cas, à titre 15 d'exemple car ce composant est stable avec la température). On obtient n équations correspondant aux n branches 14 secondaires plus une équation pour la branche 12 principale (eql, eq2, ..., eqn plus eq(n+l)). En considérant que le courant I de la branche 12 principale est égal à la somme des courants des branches 14 secondaires (eq(n+l)), on obtient la matrice suivante : 20 eql: RI 0 ... 0 V, - V eq2 : 0 R2 ... 0 V2 - V K. I2 eqn: 0 0 ... R,, I~ -V V eq(n +1): Rsh •l 1 1 ... 1 Grâce à la branche 12 principale, comportant un composant de caractéristique 25 prédéterminée et traversé par un courant égal à la somme des courants des branches 14 secondaires, on obtient un système à n+l équations et autant d'inconnues (les courants I1 à In et K). La résolution du système d'équations est simple à effectuer ; l'unité de contrôle 24 est programmée en conséquence. La résolution du système d'équations permet non seulement d'obtenir avec 30 precision les valeurs d'intensité des courants traversant les branches secondaires, mais on obtient aussi K = (1 + aT + (3T2 + ...). La détermination de K permet de déterminer la température des composants 18, sans faire appel à un capteur spécifique, ce qui est moins onéreux. La température est obtenue avec un degré de RSBrevets\23400\23484--060512-dernandeFRdoc - 28/09/06 - 10:09 - 5/10 2906616 6 précision plus ou moins élevé selon le nombre de coefficients de température a, (3,... utilisés par l'unité 24. La figure 1 montre plus généralement une architecture électrique 29 comportant le dispositif 10 tel que décrit précédemment. L'architecture est par 5 exemple implémentée dans un véhicule automobile. Le véhicule peut comporter un ou plusieurs systèmes du type anti-pincement permettant la détection d'objets présents sur la course d'une vitre ; le véhicule peut aussi comporter des systèmes de réglage tels que pour le réglage de rétroviseurs, de toit ouvrant ou de sièges ou des systèmes de d'actionnement de serrure, pour lesquels la mesure des courants est utile 10 pour le contrôle du fonctionnement. Ces systèmes 301, 302, ..., 30n comportent des moteurs ou dispositifs d'actionnement alimentés en courant. Les branches secondaires 14 du dispositif 10 sont chacune reliées au circuit d'alimentation respectif de ces systèmes ; ainsi, les branches secondaires sont alimentées par le courant d'alimentation du système respectif. Ainsi, le composant résistif 181, 182,..., 15 18n des branches secondaires 14 est personnalisé pour chacune des branches secondaires 14 en fonction du courant nominal qui doit y passer, tous les composants résistifs 181, 182,..., 18n variant suivant la même loi en fonction de la température. Le dispositif 10 permet la détermination du courant d'alimentation des systèmes et d'en tirer les conséquences. Ainsi, si le dispositif 10 détecte qu'un des courants des 20 branches 14 secondaires varie anormalement, le dispositif 10 détecte que le système correspondant fonctionne anormalement ; par exemple, si une augmentation de courant consommé par le moteur d'entraînement d'un lève-vitre est détectée par le dispositif 10, ceci peut être interprété comme la présence d'un obstacle sur la course de la vitre entraînée par le lève-vitre. Le dispositif 10 présente l'avantage de pouvoir 25 détecter de telles anomalies de fonctionnement pour un coût moins onéreux, dès lors que les branches secondaires ont un composant peu onéreux et que seule la branche principale comporte un composant qui est plus onéreux. De préférence, les résistances nominales RI, R2, ..., Rn sont choisies en fonction des moteurs des systèmes 301, 302, ..., 30n de sorte à obtenir des tensions 30 de valeurs proches aux bornes des composants 181, 182,.. DTD: ., 18n. Ceci permet d'obtenir une tension de valeurs proches dans les branches secondaires de sorte à faciliter le dimensionnement du dispositif 10. Ainsi, les résistances nominales RI, R2, ..., Rn seront inversement proportionnelles à la puissance des moteurs des systèmes 301, 302, ..., 30n. Plus le courant d'alimentation des moteurs traversant les 35 branches secondaires sera élevé, plus faible sera la valeur de la résistance nominale, et inversement. L'invention concerne aussi un procédé de détermination de l'intensité de courant électrique dans chacune des branches d'un dispositif décrit précédemment ou R:\Brevets\23400\23484--060512-demandeFR doc - 28,'09/'06 - 1009 - 6 r 10 2906616 7 dans l'architecture décrite précédemment. Dans ce procédé, on mesure la tension aux bornes des composants résistifs de chaque branche principale et secondaire et on détermine l'intensité du courant dans les branches en fonction de la caractéristique du composant de la branche principale ; on détermine l'intensité du courant dans les 5 branches par résolution du système d'équations grâce à la caractéristique prédéterminée du composant de la branche principale. En d'autres termes, dans ce procédé de détermination de l'intensité de courants électriques dans le dispositif décrit précédemment, on mesure la tension aux bornes des composants dans les branches et on détermine l'intensité du courant dans les branches en fonction des 10 tensions aux bornes des composants dans chacune des branches 12, 14 et en fonction de la caractéristique prédéterminée du composant 16 de la branche principale. Le procédé permet aussi de déterminer en outre la température des composants 18 (en supposant que la température est la même pour tous les composants 18). Les avantages conférés par le procédé sont les mêmes que ceux décrits précédemment. 15 L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits. La caractéristique variable des composants 181, 182, ..., 18n peut varier selon d'autres paramètres que la température. Par ailleurs, le circuit 10 et l'architecture 29 sont représentés sur la figure 1 à titre d'exemple, mais ne sont pas limité à cet exemple ; ainsi, une borne du composant 16 n'est pas nécessairement reliée à la masse 23, bien 20 qu'un tel montage soit simple. R i ,Brevets\23400A23484--(160512-demandeFR doc - 28/09/O6 -111:09 - 7/ 10..FT: DISPOSITIF ET PROCEDE DE DETERMINATION DE L'INTENSITE DE COURANT. REVENDICATIONS 1. Dispositif (10) permettant d'évaluer le courant passant dans chacune des branches d'un circuit multi-voies caractérisé en ce que le dispositif comprend : - des branches secondaires (14) en parallèle et qui reçoivent chacune un composant résistif (18), - une branche principale (12) avec un composant résistif (16), la branche principale étant branchée en série aux branches secondaires, et - une unité de contrôle (24) analysant les tensions mesurées aux bornes de chacun des composants résistifs et en déduisant la valeur du courant qui les traverse. 2. Le dispositif selon la revendication 1, dans lequel le composant (16) de la branche (12) principale a une résistance prédéterminée. 3. Le dispositif selon les revendications 1 ou 2, dans lequel le composant (16) de la branche principale (12) est un shunt. 4. Le dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le composant résistif (18) des branches secondaires (14) a une caractéristique variable en fonction de la température. 5. Le dispositif de l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le composant résistif (18) des branches (14) secondaires a une résistance variable en fonction de la température. 6. Le dispositif de la revendication 5, dans lequel le composant résistif (18) des branches secondaires (14) est personnalisé pour chacune des branches secondaires (14) en fonction du courant nominal qui doit y passer, tous les composants résistifs (181, 182, ..., 18n) variant suivant la même loi en fonction de la température. 7. Le dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel l'unité de contrôle (24) détermine en outre la température globale du dispositif (10). 8. Architecture d'un système électrique de véhicule comprenant le dispositif selon l'une des revendications 1 à 7. 9. L'architecture selon la revendication 8, dans laquelle au moins l'une des branches secondaires est choisie dans un groupe consistant en un circuit R:\Brevets\23400,23484-O6O512-demandeFRdoc - 28/09/06 - 10:09 -R/10 2906616 9 d'alimentation d'un moteur de lève-vitre, un circuit d'alimentation d'un moteur d'actionnement de rétroviseur, un circuit d'alimentation d'un moteur d'actionnement de serrure, un circuit d'alimentation d'un moteur d'actionnement de toit ouvrant et un circuit d'alimentation d'un moteur d'actionnement de siège. 5 10. Procédé de détermination de l'intensité de courant électrique dans chacune des branches d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 ou dans l'architecture selon la revendication 8 ou 9, comprenant les étapes de - mesure de la tension aux bornes des composants résistifs de chaque branche principale (12) et secondaire (14), et 10 - détermination de l'intensité du courant dans les branches en fonction de la caractéristique du composant de la branche principale. 11. Le procédé selon la revendication 10, dans lequel on détermine en outre la température du dispositif (10). R?Breeets\23400\23484--060512-derrandeFRdoc - 28,/09/06 - 10.09 - 9/10