Brevet FR3086817A1 — publié le 20200403

PROCEDE DE COMMANDE D'UN MOTEUR ELECTRIQUE POUR UN PULSEUR D'AIR DE VEHICULE AUTOMOBILE L'invention concerne un procédé de commande d'un moteur électrique, notamment pour un pulseur d'air d'un dispositif de ventilation, chauffage et/ou climatisation de véhicule automobile. Il est connu qu'un tel dispositif de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation permet la régulation de la température d'un flux d'air destiné à alimenter l'habitacle du véhicule. io Le pulseur d'air permet, quant à lui, de faire entrer et circuler le flux d'air dans le dispositif de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation jusqu'à des bouches de sortie, où l'air pénètre dans l'habitacle. Le pulseur comporte généralement un moteur électrique, notamment à balais, sur lequel est montée une roue pour mettre l'air en mouvement. Le pulseur comporte 15 également un support moteur dans lequel est logé le moteur électrique, ainsi qu'un dispositif de commande du moteur électrique, le moteur et le dispositif de commande étant connectés l'un à l'autre. Il est bien entendu primordial d'assurer un fonctionnement optimal du pulseur, dont la dégradation entrainerait un défaut de fonctionnement du dispositif de 20 ventilation, chauffage et/ou climatisation. En particulier, le dispositif de commande comprend une carte de circuit imprimé sur laquelle sont montés des composants électroniques. Parmi ceux-ci, des composants de puissance, principalement un ou des transistor(s) de type à effet de champ (désignés par l'acronyme Anglais MOSFET) pilotent le moteur. En cas de 25 défaillance du moteur électrique, comme un court-circuit, ces composants doivent être protégés contre la surchauffe. C'est pour cela qu'il est prévu de détecter des courts circuits moteur. Aussi, le temps de détection doit être suffisamment rapide pour éviter l'échauffement trop important du transistor MOSFET tout en étant suffisamment long 2 pour éviter de fausses détections pouvant provenir de perturbations CEM (compatibilité électromagnétique). Néanmoins, jusqu'à présent, aucun procédé ne donne satisfaction, le temps de détection étant généralement trop long, créant un stress sur le ou les MOSFET qui à 5 terme peut endommager le ou les composant(s) électronique(s). Par exemple, il est connu, pour certains moteurs de pulseur, qu'il est nécessaire de commander le transistor MOSFET pendant une durée d'au moins 10 microsecondes (ps) pour détecter le défaut et protéger les composants en coupant la commande du MOSFET. io Dans le cas d'une commande moteur en modulation de largeur d'impulsion à 21Khz, un rapport cyclique de commande égal à 21% minimum doit ainsi être appliqué pour obtenir une durée de commande suffisante pour détecter tout court-circuit. Par ailleurs, afin de limiter les variations instantanées du courant électrique, l'évolution de la tension moyenne de commande du moteur électrique est limitée à 6 15 volt par seconde (V/s). Par conséquent, le rapport cyclique évolue au maximum de 30 millivolt (mV) toutes les 5 millisecondes (ms) pour tenir la rampe de tension moyenne de 6 V/s. Dans ce cas, il faut donc environ 500 millisecondes avant d'atteindre les 21% de rapport cyclique nécessaires à l'obtention d'une durée de commande permettant de 20 détecter le défaut et protéger le transistor MOSFET. En cas de défaut de type court- circuit, l'état du transistor à effet de champ MOSFET est alors irrémédiablement altéré. Le but de l'invention est de remédier au moins partiellement à cet inconvénient. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de commande d'un moteur 25 électrique alimenté via un faisceau électrique par une source électrique en modulation de largeur d'impulsions comprenant une étape de mise en route à chaque activation du moteur par application d'une commande d'une durée minimale prédéterminée, et, simultanément à l'étape de mise en route, une étape de détection d'un court-circuit du moteur électrique et/ou du faisceau électrique pendant ladite 30 durée minimale. 3 Ainsi, la présente invention consistant à appliquer une routine de commande à chaque mise sous tension et chaque démarrage moteur, il est possible de détecter un court-circuit en environ 10 microsecondes au lieu des 500 millisecondes de l'état de l'art. 5 Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape de détection d'un court- circuit comprend une étape de mesure d'une intensité du courant traversant le moteur électrique et/ou le faisceau électrique, et une étape de comparaison de l'intensité mesurée à une valeur seuil, un court-circuit étant détecté si l'intensité mesurée est supérieure ou égale à la valeur seuil pendant une durée supérieure ou io égale à une durée seuil. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé comprend, si un court-circuit est détecté, une étape d'arrêt de la commande du moteur électrique. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé comprend, en l'absence de court-circuit, une étape d'application d'une rampe de commande au cours de 15 laquelle un rapport cyclique de commande est augmenté progressivement jusqu'à une valeur de consigne. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'activation du moteur comprend une mise sous tension du moteur et/ou un passage d'une consigne nulle à une consigne non nulle. 20 Selon une autre caractéristique de l'invention, la durée minimale prédéterminée de l'étape d'application de commande moteur est comprise entre 5 ps et 12 ps, de préférence 10 ps et/ou ladite commande moteur est à une fréquence de commande comprise entre 20 kHz et 25 kHz, de préférence 21 kHz. Selon une autre caractéristique de l'invention, la rampe est comprise entre 0,12 25 Vis et 8 Vis, de préférence 6 Vis. Selon une autre caractéristique de l'invention, la valeur seuil d'intensité est comprise entre 70 A et 90 A, de préférence 80 A. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de commande tel que décrit précédemment, le dispositif comprenant une unité de 30 mise en route à chaque activation du moteur, comprenant des moyens pour 4 appliquer une commande d'une durée minimale prédéterminée, et une unité de détection d'un court-circuit du moteur électrique et/ou du faisceau pendant ladite durée minimale configurée pour fonctionner simultanément de l'unité de mise en route. 5 L'invention a également pour objet un pulseur d'air pour un dispositif de dispositif de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de véhicule automobile, comprenant un dispositif tel que décrit précédemment. L'invention a également pour objet un dispositif de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour véhicule automobile, comprenant un pulseur d'air tel que décrit io précédemment. L'invention a également pour objet un programme d'ordinateur comprenant une suite d'instructions mettant en oeuvre les étapes du procédé de commande tel que précédemment lorsqu'elles sont exécutées par un processeur. L'invention a également pour objet un support de stockage non transitoire lisible 15 par ordinateur comprenant un programme d'ordinateur tel que décrit précédemment. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre une vue en perspective d'un pulseur comprenant un 20 dispositif de commande pour la mise en oeuvre d'un procédé de commande selon la présente invention; - la figure 2 illustre un chronogramme du procédé de commande selon la présente invention ; et - la figure 3 illustre une courbe d'évolution au cours du temps (t) d'une 25 commande moteur (C) du procédé de la figure 2. Dispositif de commande - pulseur - Dispositif de ventilation chauffage et/ou climatisation Comme il va être détaillé en relation avec les figures 2 et 3, l'invention a pour objet un procédé de commande d'un moteur électrique, de préférence, pour un pulseur 5 d'un dispositif de ventilation, chauffage et/ou climatisation d'un véhicule automobile. Le dispositif de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation permet de réguler la température d'un flux d'air à destination de l'habitacle du véhicule. Le pulseur permet de faire pénétrer et de mettre en circulation l'air dans le 5 dispositif de ventilation, chauffage et /ou climatisation. Comme illustré sur la figure 1, le pulseur, référencé 1, comprend un dispositif de commande 2 du moteur électrique 3, ainsi qu'un support moteur 4 dans lequel est logé le moteur électrique 3. Le moteur électrique 3 entraine en rotation une roue (non illustrée) pour mettre en io mouvement l'air. Comme également visible sur la figure 1, le dispositif de commande 2 comprend une carte de circuit imprimé 5 sur laquelle sont montées des composants électroniques 6. Parmi ceux-ci, un transistor à effet de champ MOSFET 7 pilote le moteur électrique. 15 Le pulseur 1 comprend également un connecteur, comportant un faisceau électrique, pour relier électriquement le dispositif de commande 2 au moteur électrique 3. Le moteur électrique 3 est configuré pour être alimenté électriquement par une source électrique (non illustrée) en modulation de largeur d'impulsion. 20 Le dispositif de commande 2 comprend également une unité de mise en route à chaque activation du moteur comprenant des moyens pour appliquer une commande d'une durée minimale prédéterminée, et une unité de détection d'un court-circuit du moteur électrique et/ou du faisceau pendant ladite durée minimale configurée pour fonctionner simultanément de l'unité de mise en route, comme il va être détaillé en 25 relation avec le procédé de commande. Procédé de commande Comme déjà indiqué, l'invention a pour objet un procédé de commande du moteur électrique 3. Le procédé est référencé 10. Comme illustré sur la figure 2, le procédé de commande 10 comprend : - une étape 11 de mise en route (MR) à chaque activation du moteur par application d'une commande d'une durée minimale prédéterminée, et - simultanément à l'étape de mise en route, une étape 12 de détection d'un court- 5 circuit (DTT) du moteur électrique et/ou du faisceau électrique pendant ladite durée minimale. L'activation du moteur consiste à une mise sous tension du moteur eUou à un passage d'une consigne nulle à une consigne non nulle. La commande appliquée est de préférence une unique impulsion P, illustrée sur la io figure 3. Comme il ressort également de la figure 2, l'étape 12 de détection de court-circuit comprend une étape 13 de mesure (MES) d'une intensité 'mes du courant traversant le moteur électrique 3 et/ou le faisceau électrique, ainsi qu'une étape 14 de comparaison (COMP) de l'intensité mesurée 'mes à une valeur seuil, notée Is. 15 Un court-circuit est alors détecté si l'intensité mesurée Inas est supérieure ou égale à la valeur seuil Is pendant une durée supérieure ou égale à une durée seuil. Comme il ressort de la figure 2, si un court-circuit est détecté, le procédé 10 une étape 15 d'arrêt de la commande du moteur électrique (ARR), tandis qu'en l'absence de court-circuit, le procédé 10 comprend une étape 16 d'application d'une rampe de 20 commande (RMP). Au cours de l'étape 16 d'application de la rampe, un rapport cyclique de commande est progressivement augmenté jusqu'à une valeur de consigne. Valeurs numériques On note que la durée minimale T de l'impulsion P est comprise entre 5 ps et 12 ps, 25 de préférence 10 ps, ce qui assure de ne pas endommager le MOSFET. La fréquence do commande est comprise entre 20 kHz et 25 kHz, de préférence 21 kHz, ce qui permet d'éviter toute interférence avec des ondes radio tout en assurant d'être au-delà de la plage audible. La rampe de commande appliquée en cas de non détection de défaut est 30 comprise entre 0,12 Vis et 8 V/s, de préférence 6 V/s. 7 On note également que la valeur seuil d'intensité Is est comprise entre 70 ampère (A) et 90 A, de préférence 80 A. Avantages Les étapes systématiques 11 et 12 antérieures à l'application de la rampe au 5 cours de l'étape 14 assurent une détection de tout court-circuit avant que celui-ci ne puisse endommager le MOSFET de pilotage moteur. Ainsi, contrairement à l'état de l'art, la rampe de commande n'est appliquée qu'une fois que le procédé a conclu à l'absence REVENDICATIONS1. Procédé de commande d'un moteur électrique alimenté via un faisceau électrique par une source électrique en modulation de largeur d'impulsions comprenant : - une étape (11) de mise en route à chaque activation du moteur par application d'une commande (C) d'une durée minimale prédéterminée (T), et - simultanément à l'étape de mise en route, une étape (12) de détection d'un court-circuit du moteur électrique (3) et/ou du faisceau électrique pendant ladite durée minimale. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape (12) de détection d'un court-circuit comprend une étape (13) de mesure d'une intensité (Imes) du courant traversant le moteur électrique (3) et/ou le faisceau électrique, et une étape (14) de comparaison de l'intensité mesurée (Irnes) à une valeur seuil (s), un court-circuit étant détecté si l'intensité mesurée (Imes) est supérieure ou égale à la valeur seuil (s) pendant une durée supérieure ou égale à une durée seuil. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant, si un court-circuit est détecté, une étape (15) d'arrêt de la commande du moteur électrique (3). 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant, en l'absence de court-circuit, une étape (16) d'application d'une rampe de commande au cours de laquelle un rapport cyclique de commande est augmenté progressivement jusqu'à une valeur de consigne. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'activation du moteur comprend une mise sous tension du moteur et/ou un passage d'une consigne nulle à une consigne non nulle. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la durée minimale prédéterminée (T) de l'étape d'application de commande moteur est comprise entre 5 ps et 12 ps, de préférence 10 ps chou ladite commande moteur est à une fréquence de commande comprise entre 20 kHz et 25 kHz, de préférence 21 kHz. 9 7. Procédé selon l'une des revendications 2 à 6, dans lequel la valeur seuil d'intensité est comprise entre 70A et 90A, de préférence 80A. 8. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de commande selon l'une des revendications précédentes, le dispositif comprenant : s - une unité de mise en route à chaque activation du moteur comprenant des moyens pour appliquer une commande d'une durée minimale prédéterminée, et - une unité de détection d'un court-circuit du moteur électrique et/ou du faisceau pendant ladite durée minimale configurée pour fonctionner simultanément de l'unité de mise en route. 10 9. Pulseur d'air (1) pour un dispositif de dispositif de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation de véhicule automobile, comprenant un dispositif selon la revendication précédente. 10. Dispositif de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour véhicule automobile, comprenant un pulseur d'air selon la revendication précédente