Brevet FR3144660A1 — publié le 20240705

Dispositif de mesure de température L’invention concerne un dispositif (1) de mesure de température, notamment pour mesurer une température sur un moteur électrique, notamment une température d’un module électronique intégré au moteur électrique, le dispositif de mesure de température comprenant : un premier circuit de mesure (10) comportant un premier capteur de température (11) configuré pour être placé à un emplacement de mesure de température, un deuxième circuit de mesure (20) comportant un deuxième capteur de température (21) configuré pour être placé à l’emplacement de mesure de température, une unité de traitement de données (2) telle qu’un microcontrôleur, configurée pour déterminer une valeur optimale de température. Figure pour l’abrégé : Figure 2 Dispositif de mesure de température La présente invention concerne un dispositif de mesure de température, notamment pour mesurer une température sur un moteur électrique, notamment une température d’un module électronique intégré au moteur électrique. La présente invention trouve notamment des applications sur un véhicule qui peut être de type terrestre, maritime ou aérien. Actuellement, la mesure de la température dans les moteurs électriques se fait, sans limitation, à l'aide d'un capteur NTC (en anglais « Negative Temperature Coefficient ») ou un capteur PTC « P ositive temperature coefficient »). Certains cahiers des charges clients demandent une précision de +/-5°C pour toutes les températures de fonctionnement comprises dans la plage relative au produit. Par exemple et sans limitation, entre -40°C et 150°C. Cela pose des problèmes concernant certaines protections et fonctions de performance en raison de la grande tolérance de la chaine de mesure comprenant par exemple, sans limitation, un circuit de mesure non linéaire plus un convertisseur analogique numérique. L’invention vise à améliorer la précision des mesures de température sans impact significatif sur le coût du produit. L’invention a ainsi pour objet un dispositif de mesure de température, notamment pour mesurer une température sur un moteur électrique, notamment une température d’un module électronique intégré au moteur électrique, le dispositif de mesure de température comprenant : un premier circuit comportant un premier capteur de température configuré pour être placé à un emplacement de mesure de température, un deuxième circuit comportant un deuxième capteur de température configuré pour être placé à l’emplacement de mesure de température, une unité de traitement de données telle qu’un microcontrôleur, configurée pour déterminer une valeur optimale de température associée à l’emplacement de mesure de température, en fonction de : une mesure, notamment de tension, provenant du premier circuit lorsque cette mesure est associée à un premier intervalle de température, ou une mesure, notamment de tension, provenant du deuxième circuit lorsque cette mesure est associée à un deuxième intervalle de température différent du premier intervalle de température, ou une combinaison de deux mesures provenant respectivement des premier circuit et deuxième circuit. Le premier capteur de température et le deuxième capteur de température sont placés à un emplacement commun de mesure, pour qu’ils puissent mesurer, tous les deux, une température qui est représentative de cet emplacement. L’invention permet de diviser l’intervalle de mesure de température pour obtenir une meilleure précision (précision optimale) sur toute l’étendue de cet intervalle. Le premier circuit est configuré pour avoir la meilleure précision possible dans le premier intervalle de température, et le deuxième circuit est configuré pour avoir la meilleure précision possible dans le deuxième intervalle de température. Une combinaison des deux circuits peut être utilisée autour du point de croisement des deux intervalles de température. Le principe de cette invention ne se limite pas à deux capteurs, il peut être généralisé à un plus grand nombre de capteurs associés à un plus grand nombre d’intervalles de température, en fonction de la précision demandée. Cette solution s’avère peu coûteuse (car les composants sont peu couteux) et facilement implémentable. Selon l’un des aspects de l’invention, le premier capteur de température et le deuxième capteur de température comportent des thermistances, notamment à coefficient de température négatif (encore dénommée NTC en anglais, pour « Negative Temperature Coefficient ») ou positif (encore dénommée PTC en anglais, pour « Positive Temperature Coefficient »). Les valeurs de résistance électrique autour du capteur de température (NTC ou PTC) sont avantageusement choisies pour avoir la bonne tolérance dans l’intervalle de température associé. Des exemples de résistances sont donnés plus bas. On rappelle que les thermistances à coefficient de température négatif voient leurs résistances électriques diminuer lorsque la température augmente. De même, les thermistances à coefficient de température positif voient leurs résistances électriques augmenter lorsque la température augmente. Selon l’un des aspects de l’invention, les thermistances des premier et deuxième capteurs de température sont identiques, à savoir présentent le même profil de variation de la résistance en fonction de la température. En variante, les thermistances des premier et deuxième capteurs de température sont différentes. Bien entendu, des types capteurs de températures autres que les NTC et PTC sont utilisables avec le même principe de l’invention. Selon l’un des aspects de l’invention, les premier et deuxième intervalles de température sont adjacents, les températures du deuxième intervalle étant inférieures à celles du premier intervalle. En variante, les premier et deuxième intervalles de température peuvent se recouvrir, ou peuvent être séparés d’un intervalle intercalaire de température. Par exemple, le deuxième intervalle va de -40°C (degrés Celsius) à 10°C et le premier intervalle va de 10°C à 150°C. D’autres valeurs sont bien entendu possibles. Selon l’un des aspects de l’invention, les premier et deuxième circuits de mesure sont des montages à diviseur de tension dans chacun desquels se trouvent la thermistance associée et au moins une résistance électrique. Tout autre type de montage, autre qu’un montage à diviseur de tension, peut être utilisé, par exemple utilisant des composants de type CMOS ou des diodes. Selon l’un des aspects de l’invention, la tension en sortie du premier circuit de mesure, respectivement du deuxième circuit de mesure, est réalisée par un montage électronique, par exemple de type à amplificateur isolé ou à gain en tension. D’autres montages électroniques peuvent, bien entendu, être utilisés. Selon l’un des aspects de l’invention, le montage à diviseur de tension du premier circuit de mesure comprend, outre la thermistance, une résistance en parallèle avec la thermistance, et une autre résistance. Selon l’un des aspects de l’invention, le montage à diviseur de tension du deuxième circuit de mesure comprend, outre la thermistance, une résistance. D’autres types de montage à diviseur de tension peuvent être utilisés. Selon l’un des aspects de l’invention, l’unité de traitement de données est configurée pour recevoir une valeur de tension en sortie du premier circuit de mesure, respectivement du deuxième circuit de mesure. Selon l’un des aspects de l’invention, ces valeurs de tension sont utilisées par l’unité de traitement de données pour déterminer la valeur optimale de température associée à l’emplacement de mesure de température. Selon l’un des aspects de l’invention, les tensions en sortie du premier circuit de mesure et du deuxième circuit de mesure sont mesurées, et l’unité de traitement de données est configurée pour décider laquelle tension utiliser, notamment en temps réel. Selon l’un des aspects de l’invention, l’unité de traitement de données est configurée pour combiner les tensions en sortie du premier circuit de mesure et du deuxième circuit, par exemple en calculant une moyenne de ces valeurs de tension. Cette moyenne peut être obtenue par pondération d’un même coefficient de pondération pour les différentes mesures, ou être obtenue par pondération de coefficients différents pour les différentes mesures. Selon l’un des aspects de l’invention, le microcontrôleur est configuré, notamment via un logiciel, pour commander le basculement entre les mesures provenant des premier et deuxième circuits de mesure, ou commander la combinaison des mesures provenant des premier et deuxième circuits de mesure, notamment en fonction de la précision prédéterminée de la mesure. Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de mesure de température comporte plus de deux circuits de mesure, par exemple trois ou quatre circuits de mesure, configurés pour permettre une mesure optimale de température dans leurs intervalles de température respectifs. Le nombre de circuits de mesure utilisés peut, le cas échéant, être supérieur à quatre. Selon l’un des aspects de l’invention, tous ces circuits de mesure sont connectés au microcontrôleur pour recevoir, directement ou indirectement, des mesures, notamment de tension, provenant de ces circuits de mesure. Selon l’un des aspects de l’invention, les sorties des circuits de mesure passent, ou non, par un circuit de commutation/pondération électronique configuré pour traiter des mesures provenant des circuits de mesure, mesures utilisées en entrée par l’unité de traitement de données pour déterminer la valeur optimale de température (T_opt), ce traitement pouvant comporter une sélection et/ou une pondération et/ou une utilisation de ces données de mesure. Ceci permet d’avoir davantage de flexibilité dans le nombre d’entrées utilisées par l’unité de traitement de données. L’invention a encore pour objet un procédé de mesure de température, notamment de mesure d’une température sur un moteur électrique, notamment une température d’un module électronique intégré au moteur électrique, le procédé comprenant l’étape suivante : déterminer une valeur optimale de température en fonction de : une mesure, notamment de tension, provenant d’un premier circuit de mesure lorsque cette mesure est associée à un premier intervalle de température, ou une mesure, notamment de tension, provenant d’un deuxième circuit de mesure lorsque cette mesure est associée à un deuxième intervalle de température différent du premier intervalle de température, ou une combinaison de deux mesures provenant respectivement des premier circuit de mesure et deuxième circuit de mesure. 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 : - la illustre, schématiquement et partiellement, un dispositif de mesure de température selon un exemple de mise en œuvre de l’invention ; - la illustre, schématiquement et partiellement, en détail, le dispositif de mesure de température de l’exemple de la ; - la illustre, schématiquement, les courbes de précision obtenues par le dispositif de mesure de température de l’exemple de la ; - la illustre, schématiquement et partiellement, un dispositif de mesure de température selon un autre exemple de mise en œuvre de l’invention ; - la illustre, schématiquement et partiellement, un dispositif de mesure de température selon encore un autre exemple de mise en œuvre de l’invention. On a représenté, sur les figures 1 et 2, un dispositif 1 de mesure de température, pour mesurer une température d’un module électronique intégré à un moteur électrique (non représenté), le dispositif de mesure de température comprenant : un premier circuit 10 comportant un premier capteur de température 11 formé par une thermistance, configuré pour être placé à un emplacement de mesure de température dans le module électronique, un deuxième circuit 20 comportant un deuxième capteur de température 21 formé par une thermistance, configuré pour être placé à l’emplacement de mesure de température. Le dispositif 1 de mesure de température comprend en outre une unité de traitement de données pourvue d’un microcontrôleur, configurée pour déterminer une valeur optimale T_opt de température associée à l’emplacement de mesure de température, en fonction de : une mesure de tension V_HT provenant du premier circuit 10 lorsque cette mesure est associée à un premier intervalle de température INT1, ou une mesure de tension V_LT provenant du deuxième circuit 20 lorsque cette mesure est associée à un deuxième intervalle de température INT2 différent du premier intervalle de température INT1. Dans l’exemple décrit, mais de manière non limitative, les thermistances des premier et deuxième capteurs de température 10 et 20 sont identiques, à savoir présentent le même profil de variation de la résistance en fonction de la température. Les premier et deuxième intervalles de température INT1 et INT2 sont adjacents, les températures du deuxième intervalle INT2 étant inférieures à celles du premier intervalle INT1. Dans le présent exemple, le deuxième intervalle INT2 va de -40°C (degrés Celsius) à 10°C et le premier intervalle INT1 va de 10°C à 150°C. Le premier circuit de mesure 10 comporte un montage à diviseur de tension 12 qui comprend, outre la thermistance 11 de type NTC, une résistance R2, ici de valeur 22 kΩ, en parallèle avec la thermistance 11, et une autre résistance R1, ici de valeur 9,1 kΩ. Le deuxième circuit de mesure 20 comporte un montage à diviseur de tension 22 comprend, outre la thermistance 21 de type NTC, une résistance R3, ici de valeur 80 kΩ. Les valeurs ci-dessus sont données à titre d’exemples, d’autres valeurs appropriées peuvent être utilisées. Ces circuits 10 et 20 sont montés en parallèle avec une source de tension 30. La tension en sortie V_HT du premier circuit de mesure 10, respectivement la tension en sortie V_LT du deuxième circuit de mesure 20, est réalisée par un montage électronique, par exemple de type à amplificateur isolé ou à gain en tension. L’unité de traitement de données 2 est configurée pour recevoir la valeur de tension V_HT en sortie du premier circuit de mesure 10, respectivement la valeur de tension V_LT en sortie du deuxième circuit de mesure 20. Ces valeurs de tension V_HT et V_LT sont utilisées par l’unité de traitement de données 2 pour déterminer la valeur optimale T_opt de température. En particulier, les tensions V_HT et V_LT en sortie du premier circuit de mesure 10 et du deuxième circuit de mesure 20 sont mesurées, et l’unité de traitement de données 2, via son logiciel, est configurée pour commander le basculement entre les mesures provenant du premier circuit de mesure 10 et celles provenant du deuxième circuits de mesure 20, en fonction de la précision prédéterminée de la mesure. Comme on peut le voir sur la en référence aux courbes 25, le deuxième circuit de mesure 20 est configuré pour obtenir une précision satisfaisante, respectant une précision de +/-5°C, sur le deuxième intervalle INT2 allant de de -40°C à 10°C. De même, comme on peut le voir sur la en référence aux courbes 15, le premier circuit de mesure 10 est configuré pour obtenir une précision satisfaisante, respectant une précision de +/-5°C, sur le deuxième intervalle INT1 allant de de 10°C à 150°C. D’autres intervalles sont envisageables, par exemple l’intervalle INT2 allant de -40°C à -5°C, et l’intervalle INT1 allant de -5°C à 150°C. Ces courbes 15 et 25 montrent la précision des mesures avec en abscisses les intervalle de températures INT1 et INT2 et en ordonnées le niveau de précision des mesures permises par les premier et deuxième circuits 10 et 20. On constate que, sur les intervalles de mesure INT1 et INT2, la précision est toujours de +/-5°C maximum. Au contraire de l’invention, si l’on n’utilisait qu’un seul circuit de mesure au lieu de deux circuits de mesure, la précision de mesure souhaitée, par exemple de +/-5°C, ne serait accessible que sur un intervalle de mesure relativement restreinte, et en dehors de cet intervalle, la précision de mesure ne serait plus dans les tolérances autorisées. Cet unique circuit de mesure ne permet pas de conserver une précision de mesure souhaitée sur un grand intervalle de mesure, en raison de la grande tolérance de la chaine de mesure comprenant par exemple un circuit de mesure non linéaire plus un convertisseur analogique numérique. Dans un autre exemple de réalisation de l’invention illustré en , le dispositif de mesure de température comporte un nombre N de circuits de mesure SRn, configurés pour permettre une mesure optimale de température dans leurs intervalles de température INTn respectifs. Le nombre N peut être de 3, 4 ou plus. Dans un autre exemple de réalisation de l’invention illustré en , tous ces circuits de mesure SRn sont connectés à un circuit de commutation/pondération électronique 39 configuré pour sélectionner le nombre de mesures provenant des circuits de mesure SRn, mesures utilisées en entrée par l’unité de traitement de données 2 pour déterminer la valeur optimale de température. Ceci permet d’avoir davantage de flexibilité dans le nombre d’entrées utilisées par l’unité de traitement de données 2, pour ajuster au mieux le calcul de la valeur optimale T_opt de température. Le circuit de commutation/pondération électronique 39 peut être configuré pour permettre de combiner des mesures de tension provenant de différents circuits de mesure SRn, par exemple pour calculer une moyenne de ces mesures pour déterminer la valeur optimale T_opt de température. Dispositif (1) de mesure de température, notamment pour mesurer une température sur un moteur électrique, notamment une température d’un module électronique intégré au moteur électrique, le dispositif de mesure de température comprenant : un premier circuit de mesure (10) comportant un premier capteur de température (11) configuré pour être placé à un emplacement de mesure de température, un deuxième circuit de mesure (20) comportant un deuxième capteur de température (21) configuré pour être placé à l’emplacement de mesure de température, une unité de traitement de données (2) telle qu’un microcontrôleur, configurée pour déterminer une valeur optimale (T_opt) de température associée à l’emplacement de mesure de température, en fonction de : une mesure (V_HT), notamment de tension, provenant du premier circuit de mesure (10) lorsque cette mesure est associée à un premier intervalle de température, ou une mesure (V_LT), notamment de tension, provenant du deuxième circuit de mesure (20) lorsque cette mesure est associée à un deuxième intervalle de température différent du premier intervalle de température, ou une combinaison de deux mesures provenant respectivement des premier circuit de mesure et deuxième circuit de mesure. Dispositif de mesure de température selon la revendication précédente, dans lequel le premier capteur de température (11) et le deuxième capteur de température (21) comportent des thermistances, notamment à coefficient de température négatif ou positif. Dispositif de mesure de température selon la revendication précédente, dans lequel les thermistances des premier et deuxième capteurs de température (11, 21) sont identiques, à savoir présentent le même profil de variation de la résistance en fonction de la température. Dispositif de mesure de température selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les premier (INT1) et deuxième (INT2) intervalles de température sont adjacents, les températures du deuxième intervalle étant inférieures à celles du premier intervalle. Dispositif de mesure de température selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les premier et deuxième circuits de mesure (10, 20) sont des montages à diviseur de tension dans chacun desquels se trouvent la thermistance (11, 21) associée et au moins une résistance électrique (R1 ; R2 ; R3). Dispositif de mesure de température selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la tension en sortie du premier circuit de mesure (10), respectivement du deuxième circuit de mesure (20), est réalisée par un montage électronique, par exemple de type à amplificateur isolé ou à gain en tension. Dispositif de mesure de température selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le montage à diviseur de tension du premier circuit de mesure (10) comprend, outre la thermistance, une résistance (R2) en parallèle avec la thermistance (11), et une autre résistance (R1). Dispositif de mesure de température selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le montage à diviseur de tension du deuxième circuit de mesure (20) comprend, outre la thermistance (21), une résistance (R3). Dispositif de mesure de température selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les sorties des circuits de mesure passent par un circuit de commutation/pondération électronique (39) configuré pour traiter des mesures provenant des circuits de mesure (SRn), mesures utilisées en entrée par l’unité de traitement de données (2) pour déterminer la valeur optimale de température (T_opt), ce traitement pouvant comporter une sélection et/ou une pondération et/ou une utilisation de ces données de mesure. Procédé de mesure de température, notamment de mesure d’une température sur un moteur électrique, notamment une température d’un module électronique intégré au moteur électrique, le procédé comprenant l’étape suivante : déterminer une valeur optimale de température (T_opt) en fonction de : une mesure, notamment de tension, provenant d’un premier circuit de mesure (10) lorsque cette mesure est associée à un premier intervalle de température, ou une mesure, notamment de tension, provenant d’un deuxième circuit de mesure (20) lorsque cette mesure est associée à un deuxième intervalle de température différent du premier intervalle de température, ou une combinaison de deux mesures provenant respectivement des premier circuit de mesure et deuxième circuit de mesure.