Brevet FR3083873A1 — publié le 20200117

La présente invention appartient au domaine des circuits de commande électrique, et concerne plus particulièrement un procédé de détection d'un circuit ouvert sur une charge commandée au moyen d'un pont en H et un système de commande d'une charge au moyen d'un pont en H. La présente invention trouve une application particulièrement avantageuse, bien que nullement limitative, pour la commande d'actionneurs de véhicules automobiles. Dans les véhicules automobiles actuels, il est connu de piloter des charges, telles que des actionneurs, au moyen de ponts en H. De manière connue, un pont en H comporte un premier bras et un second bras agencés en parallèle entre eux. Chacun desdits premier bras et second bras comporte un commutateur dit « commutateur haut » et un commutateur dit « commutateur bas » séparés par un point milieu. Les commutateurs hauts sont reliés à une ligne d'alimentation reliée à une source d'alimentation électrique, et les commutateurs bas sont reliés à une ligne de masse électrique. La charge est agencée entre les points milieux du premier bras et du second bras. Chacun des commutateurs hauts et des commutateurs bas du pont en H peut être commandé à un état passant ou à un état bloqué. Généralement, le pont en H peut être placé dans plusieurs états différents pour piloter la charge. Notamment, le pont en H peut être placé dans un premier état d'activation et dans un second état d'activation dans lesquels le courant circule, à travers la charge, depuis la ligne d'alimentation vers la ligne de masse électrique. Dans le premier état d'activation, le commutateur haut du premier bras et le commutateur bas du second bras sont dans l'état passant, tandis que le commutateur haut du second bras et le commutateur bas du premier bras sont dans l'état bloqué. Dans le second état d'activation, le commutateur haut du second bras et le commutateur bas du premier bras sont dans l'état passant, tandis que le commutateur haut du premier bras et le commutateur bas du second bras sont dans l'état bloqué. Le sens de circulation du courant dans la charge dans le premier état d'activation est donc opposé au sens de circulation du courant dans le second état d'activation. Par exemple, si la charge est un moteur électrique, cela permet notamment de faire tourner ledit moteur électrique dans un sens ou dans l'autre. Par exemple, le pont en H est commandé en appliquant un signal de commande sur les commutateurs hauts, de type à « Modulation de Largeur d'Impulsion » ou MLI ( >, circulant dans le commutateur bas 30 à l'état passant du pont en H, - une évaluation d'un critère de détection de circuit ouvert sur la charge en fonction du courant haut et du courant bas mesurés, un circuit ouvert étant détecté si le critère de détection est vérifié. Ainsi, la détection d'un circuit ouvert sur la charge utilise non seulement le 35 courant bas circulant dans le commutateur bas à l'état passant (le commutateur bas du second bras dans le premier état d'activation, celui du premier bras dans le cas du second état d'activation), mais également le courant haut circulant dans le commutateur 4 haut à l'état passant (le commutateur haut du premier bras dans le premier état d'activation, celui du second bras dans le cas du second état d'activation). En principe, en l'absence de fuites, le courant haut et le courant bas sont sensiblement les mêmes. Par contre, en cas de court-circuit sur le commutateur bas (ou, 5 alternativement, sur le commutateur haut) à l'état passant, le courant haut et le courant bas sont sensiblement différents. On comprend donc que la mesure à la fois du courant haut et du courant bas, et leur comparaison directe (en comparant le courant haut et le courant bas entre eux) ou indirecte (par exemple en comparant le courant haut et le courant bas à une même valeur seuil), permet de distinguer un circuit ouvert sur la charge 10 d'un court-circuit sur le commutateur haut à l'état passant ou sur le commutateur bas à l'état passant. En effet, en cas de circuit ouvert sur la charge, le courant haut et le courant bas doivent être tous deux sensiblement nuls, tandis que seul le courant haut (respectivement le courant bas) est sensiblement nul en cas de court-circuit sur le commutateur haut (respectivement le commutateur bas) à l'état passant. 15 L'établissement du courant dans la charge étant généralement progressif, la durée minimale d'activation est par exemple prédéterminée pour, en l'absence de circuit ouvert sur la charge, laisser le temps au courant de s'établir et d'atteindre une intensité suffisamment éloignée de la valeur nulle. Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, le procédé de détection de 20 circuit ouvert sur la charge peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, l'évaluation du critère de détection comporte la comparaison de l'intensité du courant haut et l'intensité du courant bas avec une valeur seuil prédéterminée, ledit critère de détection étant vérifié si 25 l'intensité du courant haut et l'intensité du courant bas sont toutes deux inférieures à ladite valeur seuil. Dans des modes particuliers de mise en oeuvre, le procédé de détection comporte une comparaison du sens de circulation du courant haut et/ou du courant bas, mesuré lors du placement du pont en H dans l'état d'activation, avec un sens de 30 circulation théorique du courant dans la charge, l'évaluation du critère de détection étant effectuée si le courant haut et/ou le courant bas, mesurés lors du placement du pont en H dans l'état d'activation, ne circulent pas dans un sens opposé au sens de circulation théorique. De telles dispositions permettent d'éviter d'essayer de détecter un circuit 35 ouvert sur la charge lors d'une inversion du sens de circulation du courant dans la charge. Ainsi, lorsque le pont en H vient d'être placé dans le premier état d'activation (respectivement le second état d'activation), si le courant circule bien dans le 5 sens de circulation théorique pour le premier état d'activation (respectivement le second état d'activation), alors le critère de détection peut être évalué à l'issue de la durée minimale d'activation. Dans le cas contraire, on se trouve en présence d'une inversion du sens de circulation du courant dans la charge, et il est possible que la durée minimale 5 d'activation ne permette pas, même en l'absence de circuit ouvert sur la charge, au courant de s'inverser et de s'éloigner suffisamment de la valeur nulle. Dans un tel cas, il est donc préférable de ne pas essayer de détecter un circuit ouvert sur la charge car l'inversion du sens de circulation du courant dans la charge pourrait être confondue avec un circuit ouvert sur ladite charge. 10 Selon un second aspect, l'invention concerne un système de commande d'une charge comportant un pont en H et un calculateur, ledit pont en H comportant un premier bras et un second bras, chacun desdits premier bras et second bras comportant un commutateur haut et un commutateur bas séparés par un point milieu, les points milieux respectifs desdits premier bras et second bras étant reliés à la charge, ledit pont 15 en H pouvant être placé par le calculateur dans un premier état d'activation dans lequel le commutateur haut du premier bras et le commutateur bas du second bras sont dans un état passant, et dans un second état d'activation dans lequel le commutateur haut du second bras et le commutateur bas du premier bras sont dans l'état passant. En outre, ledit système de commande comporte un circuit de mesure de courant pour chaque 20 commutateur haut et chaque commutateur bas du pont en H, le calculateur est configuré pour, lorsque le pont en H est placé dans un état d'activation parmi le premier état d'activation et le second état d'activation et après que le pont en H a été maintenu dans ledit état d'activation pendant une durée minimale d'activation prédéterminée : - mesurer un courant, dit « courant haut >>, circulant dans le commutateur haut à 25 l'état passant du pont en H, - mesurer un courant, dit ' 13, et un second commutateur, dit « commutateur bas>' 14. Le commutateur haut 13 et le commutateur bas 14 du second bras 22 sont séparés par un point milieu 24. Tel qu'illustré par la figure 1, les bornes de la charge 40 sont reliées 10 respectivement aux points milieux 23, 24 du premier bras 21 et du second bras 22 du pont en H 20. Les commutateurs hauts 11, 13 et les commutateurs bas 12, 14 sont par exemple des transistors. Dans l'exemple illustré par la figure 1, il s'agit de transistors de type MOS. Rien n'exclut cependant, suivant d'autres exemples, de considérer d'autres 15 types de transistors, notamment bipolaire ou IGBT. Les commutateurs hauts Ti, 13 et les commutateurs bas T2, 14 peuvent être commandés, de manière conventionnelle, à un état passant ou à un état bloqué. Le système 10 de commande comporte à cet effet un calculateur 30 qui commande lesdits commutateurs hauts 11, 13 et lesdits commutateurs bas 12, 14. 20 Le calculateur 30 comporte par exemple un ou plusieurs processeurs et des moyens de mémorisation (disque dur magnétique, mémoire électronique, disque optique, etc.) dans lesquels est mémorisé un produit programme d'ordinateur, sous la forme d'un ensemble d'instructions de code de programme à exécuter pour mettre en oeuvre notamment les étapes d'un procédé 60 de détection de circuit ouvert sur la charge 40 25 décrit ci-après. Alternativement ou en complément, le calculateur 30 comporte un ou des circuits logiques programmables (FPGA, PLD, etc.), et/ou un ou des circuits intégrés spécialisés (ASIC, etc.), et/ou un ensemble de composants électroniques discrets, etc., adaptés à mettre en oeuvre tout ou partie desdites étapes du procédé 60 de détection de circuit ouvert sur la charge. 30 En d'autres termes, le calculateur 30 comporte un ensemble de moyens configurés de façon logicielle (produit programme d'ordinateur spécifique) et/ou matérielle (FPGA, PLD, ASIC, composants électroniques discrets, etc.) pour mettre en oeuvre les étapes du procédé 60 de détection de circuit ouvert sur la charge 40 décrit ci-après. 35 Pour piloter la charge 40, le calculateur 30 peut placer le pont en H dans plusieurs états différents par des commandes appropriées des commutateurs hauts 11, 13 et des commutateurs bas 12, 14 du pont en H 20. 8 Notamment, le pont en H 20 peut être placé dans un premier état d'activation et dans un second état d'activation. La figure 2 représente schématiquement le pont en H 20 placé dans le premier état d'activation (partie a) et dans le second état d'activation (partie b). Dans la 5 figure 2, les commutateurs à l'état bloqué ne sont pas représentés et seuls les commutateurs à l'état passant sont représentés. Tel qu'illustré par la partie a) de la figure 2, dans le premier état d'activation, seuls le commutateur haut Ti du premier bras 21 et le commutateur bas T4 du second bras 22 sont dans l'état passant. Le commutateur haut T3 du second bras 22 et le 10 commutateur bas T2 du premier bras 21, non représentés, sont dans l'état bloqué. Dans le premier état d'activation, le courant circule, à travers la charge 40, depuis la ligne d'alimentation électrique 50 vers la ligne de masse électrique 51. En théorie, le sens de circulation du courant dans la charge 40, désigné ci-après par sens de circulation théorique, est dans le premier état d'activation du point milieu 23 du premier 15 bras 21 vers le point milieu 24 du second bras 22, tel qu'illustré par la partie a) de la figure 2. Tel qu'illustré par la partie b) de la figure 2, dans le second état d'activation, seuls le commutateur haut T3 du second bras 22 et le commutateur bas T2 du premier bras 21 sont dans l'état passant. Le commutateur haut Ti du premier bras 21 et le 20 commutateur bas T4 du second bras 22, non représentés, sont dans l'état bloqué. Dans le second état d'activation, le courant circule, à travers la charge 40, depuis la ligne d'alimentation électrique 50 vers la ligne de masse électrique 51. Le sens de circulation théorique du courant dans la charge 40 est dans le second état d'activation du point milieu 24 du second bras 22 vers le point milieu 23 du premier bras 21, tel 25 qu'illustré par la partie b) de la figure 2. Le sens de circulation théorique est donc, dans le second état d'activation, inversé par rapport au sens de circulation théorique dans le premier état d'activation. Tel qu'indiqué précédemment, le pont en H 20 peut également être placé dans d'autres états, notamment des états dits de « roue libre ». 30 Par exemple, le pont en H 20 peut être commandé en appliquant un signal de commande sur les commutateurs hauts Ti, T3, de type à « Modulation de Largeur d'Impulsion » ou MLI (« Pulse Width Modulation » ou PWM dans la littérature anglo-saxonne). Ainsi, lorsqu'il est commandé avec un signal de commande MLI, un commutateur haut Ti, T3 est placé successivement dans l'état passant et dans l'état 35 bloqué, avec un rapport cyclique prédéterminé pour, par exemple, contrôler la puissance électrique fournie à la charge 40. Rien n'exclut cependant, suivant d'autres exemples non 9 limitatifs, d'appliquer un signal de commande MLI sur les commutateurs bas 12, 14 du pont en H 20. Pour faire circuler le courant dans le sens de circulation théorique illustré par la partie a) de la figure 2 tout en contrôlant la puissance électrique fournie à la charge 40, 5 il est par exemple possible d'appliquer le signal de commande MLI sur le commutateur haut 11 du premier bras 21 et de maintenir le commutateur bas 14 du second bras 22 à l'état passant. Ainsi, le pont en H 20 est successivement placé dans le premier état d'activation et dans un premier état de roue libre dans lequel seul le commutateur bas T4 du second bras 22 est dans l'état passant. 10 Pour faire circuler le courant dans le sens de circulation théorique illustré par la partie b) de la figure 2 tout en contrôlant la puissance électrique fournie à la charge 40, il est par exemple possible d'appliquer le signal de commande MLI sur le commutateur haut T3 du second bras 22 et de maintenir le commutateur bas T2 du premier bras 21 à l'état passant. Ainsi, le pont en H 20 est successivement placé dans le second état 15 d'activation et dans un second état de roue libre dans lequel seul le commutateur bas 12 du premier bras 21 est dans l'état passant. Le système 10 de commande comporte également plusieurs circuits de mesure Ml, M2, M3, M4 de courant, reliés au calculateur 30. Plus particulièrement, le système 10 de commande comporte : 20 - un circuit de mesure M1 d'un courant, dit « courant haut » circulant dans le commutateur haut 11 du premier bras 21, agencé entre la ligne d'alimentation électrique 50 et le point milieu 23 du premier bras 21, - un circuit de mesure M3 d'un courant, dit « courant haut » circulant dans le commutateur haut 13 du second bras 22, agencé entre la ligne d'alimentation 25 électrique 50 et le point milieu 24 du second bras 22, - un circuit de mesure M2 d'un courant, dit REVENDICATIONS1. Procédé (60) de détection d'un circuit ouvert sur une charge (40) commandée au moyen d'un pont en H (20), ledit pont en H comportant un premier bras (21) et un second bras (22), chacun desdits premier bras et second bras comportant un commutateur haut (11, T3) et un commutateur bas (12, 14) séparés par un point milieu (23, 24), les points milieux respectifs desdits premier bras et second bras étant reliés à la charge (40), ledit pont en H pouvant être placé dans un premier état d'activation dans lequel le commutateur haut (11) du premier bras (21) et le commutateur bas (14) du second bras (22) sont dans un état passant, et dans un second état d'activation dans lequel le commutateur haut (13) du second bras (22) et le commutateur bas (12) du premier bras (21) sont dans l'état passant, caractérisé en ce que ledit procédé comporte, lorsque ledit pont en H est placé dans un état d'activation parmi le premier état d'activation et le second état d'activation et après que ledit pont en H a été maintenu dans ledit état d'activation pendant une durée minimale d'activation (AI) prédéterminée : - une mesure (62) d'un courant, dit >, circulant dans le commutateur haut à l'état passant du pont en H, - une mesure (63) d'un courant, dit « courant bas circulant dans le commutateur bas à l'état passant du pont en H, - une évaluation (64) d'un critère de détection de circuit ouvert sur la charge en fonction du courant haut et du courant bas mesurés, un circuit ouvert étant détecté si le critère de détection est vérifié. 2. Procédé (60) selon la revendication 1, dans lequel l'évaluation (64) du critère de détection comporte la comparaison de l'intensité du courant haut et l'intensité du courant bas avec une valeur seuil prédéterminée, ledit critère de détection étant vérifié si l'intensité du courant haut et l'intensité du courant bas sont toutes deux inférieures à ladite valeur seuil. 3. Procédé (60) selon l'une des revendications 1 à 2, comportant une comparaison (67) du sens de circulation du courant haut et/ou du courant bas, mesurés (65, 66) lors du placement du pont en H (20) dans l'état d'activation, avec un sens de circulation théorique du courant dans la charge, l'évaluation (64) du critère de détection étant effectuée si le courant haut et/ou le courant bas, mesurés (65, 66) lors du placement du pont en H (20) dans l'état d'activation, ne circulent pas dans un sens opposé au sens de circulation théorique. 4. Système (10) de commande d'une charge (40) comportant un pont en H (20) et un calculateur (30), ledit pont en H comportant un premier bras (21) et un second 15 bras (22), chacun desdits premier bras et second bras comportant un commutateur haut (11, 13) et un commutateur bas (12, 14) séparés par un point milieu (23, 24), les points milieux respectifs desdits premier bras et second bras étant reliés à la charge (40), ledit pont en H pouvant être placé par le calculateur (30) dans un premier état d'activation 5 dans lequel le commutateur haut (11) du premier bras (21) et le commutateur bas (T4) du second bras (22) sont dans un état passant, et dans un second état d'activation dans lequel le commutateur haut (13) du second bras (22) et le commutateur bas (12) du premier bras (21) sont dans l'état passant, caractérisé en ce que ledit système comporte un circuit de mesure (M1, M2, M3, M4) de courant pour chaque commutateur haut et 10 chaque commutateur bas du pont en H, le calculateur (30) étant configuré pour, lorsque le pont en H est placé dans un état d'activation parmi le premier état d'activation et le second état d'activation et après que ledit pont en H a été maintenu dans ledit état d'activation pendant une durée minimale d'activation (AI) prédéterminée : - mesurer un courant, dit « courant haut », circulant dans le commutateur haut à 15 l'état passant du pont en H, - mesurer un courant, dit « courant bas », circulant dans le commutateur bas à l'état passant du pont en H, - évaluer un critère de détection de circuit ouvert sur la charge en fonction du courant haut et du courant bas mesurés, un circuit ouvert étant détecté si le 20 critère de détection est vérifié. 5. Système (10) selon la revendication 4, lequel l'évaluation du critère de détection comporte la comparaison de l'intensité du courant haut et l'intensité du courant bas avec une valeur seuil prédéterminée, ledit critère de détection étant vérifié si l'intensité du courant haut et l'intensité du courant bas sont toutes deux inférieures à ladite 25 valeur seuil. 6. Système (10) selon l'une des revendications 4 à 5, dans lequel le calculateur (30) est configure pour comparer le sens de circulation du courant haut et/ou du courant bas, mesurés lors du placement du pont en H (20) dans l'état d'activation, avec un sens de circulation théorique du courant dans la charge, et pour évaluer le critère 30 de détection si le courant haut et/ou le courant bas, mesurés lors du placement du pont en H (20) dans l'état d'activation, ne circulent pas dans un sens opposé au sens de circulation théorique. 7. Véhicule automobile comportant un système (10) de commande selon l'une des revendications 4 à 6.