Brevet FR3153389A1 — publié le 20250328

Titre : Circuit de contrôle d’une électrovanne L’invention a pour objet un circuit de contrôle (1) d’une électrovanne (200), notamment pour être embarqué sur un véhicule automobile, comportant : une ligne (30) vers une première source de tension (31) capable de délivrer une tension continue à une première valeur de tension (Up) ; une ligne (40) vers une deuxième source de tension (41) capable de délivrer une tension continue à une deuxième valeur de tension (Um), la première valeur de tension (Up) étant supérieure à la deuxième valeur de tension (Um) ; une bobine d’inductance (2) configurée pour être connectée : dans une phase d’appel (PhA), à la première source de tension (31) pour pouvoir déplacer un plongeur (201) de l’électrovanne (200) d’une position fermée vers une position ouverte de l’électrovanne (200) ; dans une phase de maintien (PhM), à la deuxième source de tension (41) pour pouvoir maintenir le plongeur (201) de l’électrovanne (200) dans la position ouverte de l’électrovanne (200). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Circuit de contrôle d’une électrovanne La présente invention concerne un circuit de contrôle d’une électrovanne, et un procédé de contrôle d’une électrovanne. On connait par la demande de brevet WO22245269 un procédé de commande d'une électrovanne d'un véhicule, en particulier d'un injecteur à bobine pour utilisation en tant qu'injecteur dans un véhicule. Dans le cadre du contrôle d’une électrovanne, il est connu d’utiliser une méthode dite « peak and hold » (ou en français, méthode d’appel et de maintien) qui permet d’optimiser les performances de l’électrovanne tout en minimisant l’échauffement. Cette méthode, largement utilisée, consiste à injecter un courant élevé en phase d’ouverture (ou phase d’appel PhA). Une fois l’électrovanne ouverte, on réduit le courant à une valeur de maintien (dans la phase de maintien PhM). Ceci est illustré sur la FIG. 3 appartenant à l’art antérieur, qui montre les deux paliers de courant lors de la phase d’appel PhA et de la phase de maintien PhM (en abscisse le temps en ms, et en ordonnées le courant en Ampères). Dans beaucoup de cas, on utilise des signaux PWM (signaux en modulation de largeur d’impulsions, désignée MLI en français, ou PWM en anglais pour « Pulse Width Modulation ») pour modifier le courant appliqué sur l’électrovanne. Cette solution présente des inconvénients, notamment la génération d’ondulations de courant en phase de maintien, ce qui se traduit par des vibrations au niveau de l’électrovanne. Par ailleurs, les ondulations générées sont impactées directement par le circuit de démagnétisation (ou « Freewheeling circuit » en anglais). Plus le temps de démagnétisation est réduit, plus le taux d’ondulation est important. L’invention vise à améliorer le contrôle de l’électrovanne, notamment au moment de sa fermeture. L’invention a ainsi pour objet un circuit de contrôle d’une électrovanne, notamment pour être embarqué sur un véhicule automobile, comportant : une ligne vers une première source de tension capable de délivrer une tension continue à une première valeur de tension ; une ligne vers une deuxième source de tension capable de délivrer une tension continue à une deuxième valeur de tension, la première valeur de tension étant supérieure à la deuxième valeur de tension ; une bobine d’inductance configurée pour être connectée : dans une phase d’appel, à la première source de tension pour pouvoir déplacer un plongeur de l’électrovanne d’une position fermée vers une position ouverte de l’électrovanne ; dans une phase de maintien, à la deuxième source de tension pour pouvoir maintenir le plongeur de l’électrovanne dans la position ouverte de l’électrovanne. Avantageusement, le circuit de contrôle est configuré pour permettre le basculement directement de la première valeur de tension à la deuxième valeur de tension. Autrement dit, la bobine d’inductance reçoit séquentiellement la tension continue à la première valeur de tension puis la tension continue à la deuxième valeur de tension, sans passer par une autre valeur de tension. Notamment la tension appliquée à la bobine d’inductance ne passe pas par la valeur 0 Volt lorsque l’on passe de la phase d’appel à la phase de maintien. L’invention permet de ne pas utiliser de signaux PWM avec un rapport cyclique variable pour faire varier la tension appliquée à la bobine d’inductance. Dans la présente invention, on commute entre les deux sources de tension en fonction de la phase de fonctionnement de l’électrovanne. On remplace ainsi le contrôle par signaux PWM par la mise à disposition de deux sources de tension. Ceci permet d’annuler les ondulations du courant précédemment générées par l’utilisation de signaux PWM. L’invention permet encore d’adapter le temps de démagnétisation de l’électrovanne sans avoir d’impact sur le contrôle de la phase d’appel et de la phase de maintien. Il est aussi possible de minimiser les émissions de compatibilité électromagnétique ou CEM (en anglais « Electromagnetic compatibility » ou EMC) dans le cas où l’électrovanne serait déportée de l’électronique de contrôle. Enfin, l’invention permet de réduire la tension moyenne en phase de maintien. Par exemple, la première valeur de tension est de 9V et la deuxième valeur de tension est de 5V. Dans un autre exemple, la première valeur de tension est de 24V et la deuxième valeur de tension est de 12V. Bien entendu, d’autres valeurs sont possibles. Selon l’un des aspects de l’invention, le circuit de contrôle comporte un ou plusieurs commutateurs, notamment de type électronique, configurés pour connecter la bobine d’inductance sélectivement, dans la phase d’appel, à la première source de tension et, dans la phase de maintien, à la deuxième source de tension. Dans la phase d’appel, la bobine d’inductance est connectée à la première source de tension et isolée de la deuxième source de tension. Dans la phase de maintien, la bobine d’inductance est connectée à la deuxième source de tension et isolée de la première source de tension. Selon l’un des aspects de l’invention, le circuit de contrôle comporte deux commutateurs associés chacun à l’une des sources de tension. Dans le cas où deux sources de tension sont utilisées, deux commutateurs sont prévus. Selon l’un des aspects de l’invention, l’un au moins des commutateurs est un transistor, notamment de type MOSFET (Transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur) ou tout autre type de composants électroniques fonctionnant comme un interrupteur (ouvert ou fermé). Selon l’un des aspects de l’invention, les deux commutateurs, à savoir un premier commutateur et un deuxième commutateur, sont des transistors, notamment de type MOSFET. Selon l’un des aspects de l’invention, les commutateurs sont configurés pour permettre de commuter entre les deux sources de tension. Selon l’un des aspects de l’invention, le circuit de contrôle est configuré pour fermer le premier commutateur (le deuxième commutateur étant ouvert) pour délivrer la tension de la première source de tension à la bobine d’inductance pour engager la phase d’appel, puis pour ouvrir le premier commutateur et fermer le deuxième commutateur pour délivrer la tension de la deuxième source de tension à la bobine d’inductance de sorte à basculer de la phase d’appel à la phase de maintien. Ainsi, lors de la phase d’appel, le premier commutateur est fermé et le deuxième commutateur est ouvert. Lors de la phase de maintien, le premier commutateur est ouvert et le deuxième commutateur est fermé. Selon l’un des aspects de l’invention, le commutateur associé à la deuxième source de tension est en série avec une diode configurée pour isoler les deux tensions des deux sources de tension. Cette diode permet de protéger la deuxième source de tension d’un retour de tension, lorsque la première valeur de tension est plus forte que la deuxième valeur de tension. Selon l’un des aspects de l’invention, le circuit de contrôle comporte un système de roue libre configuré pour permettre une décharge de la bobine d’inductance. Selon l’un des aspects de l’invention, le système de roue libre est en parallèle avec la bobine d’inductance. Ce système de roue libre protège le circuit électrique. Par exemple, une diode de roue libre offre un chemin de conduction pour l’énergie excédentaire de la bobine, permettant ainsi de protéger le reste du circuit. Selon l’un des aspects de l’invention, le système de roue libre comprend au moins une diode de roue libre. Selon l’un des aspects de l’invention, le système de roue libre comprend notamment, en série, une diode de roue libre simple et une diode Zener. Selon l’un des aspects de l’invention, le circuit de contrôle comporte une capacité, notamment en parallèle avec la bobine d’inductance, configurée pour réduire la rémanence de la bobine d’inductance. Les bobines d'inductance ont tendance à produire des surtensions (pic de tension) lorsqu'elles sont déchargées, et la capacité en parallèle peut aider à lisser ces variations en absorbant l'énergie excédentaire. Selon l’un des aspects de l’invention, la première source de tension et la deuxième source de tension sont deux sources de tension distinctes, par exemple étant formées par deux batteries de tensions différentes. En variante, la première source de tension et la deuxième source de tension sont produites par des convertisseurs DC-DC connectés sur une même batterie. Selon l’un des aspects de l’invention, la durée de la phase d’appel est choisie est fixe, à savoir fixée à l’avance et choisie suffisante pour qu’un plongeur de l’électrovanne effectue une course entre la position fermée et la position ouverte. Selon l’un des aspects de l’invention, le circuit de contrôle est configuré pour déterminer la durée de la phase d’appel en temps réel, notamment en fonction d’un pic de courant détecté sur l’électrovanne. La phase d’appel peut avoir une durée de 100 ms par exemple, ou toute autre valeur de durée appropriée. Selon l’un des aspects de l’invention, l’électrovanne est de type normalement fermé. L’invention concerne encore un système comportant une électrovanne et un circuit de contrôle de l’électrovanne tel que précité. Selon l’un des aspects de l’invention, l‘électrovanne est configurée pour être intégrée dans une boucle de fluide pour contrôler l’écoulement d’un fluide, par exemple un liquide, au sein de la boucle. L’invention concerne encore un procédé de contrôle d’une électrovanne pourvue d’une bobine d’inductance, le procédé comportant les étapes suivantes : fournir une première source de tension capable de délivrer une tension continue à une première valeur de tension ; fournir une deuxième source de tension capable de délivrer une tension continue à une deuxième valeur de tension, la première valeur de tension étant supérieure à la deuxième valeur de tension ; connecter, dans une phase d’appel, la bobine d’inductance à la première source de tension pour pouvoir déplacer un plongeur de l’électrovanne d’une position fermée vers une position ouverte de l’électrovanne ; connecter, dans une phase de maintien, la bobine d’inductance à la deuxième source de tension pour pouvoir maintenir le plongeur de l’électrovanne dans la position ouverte de l’électrovanne. D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et d’un exemple de réalisation donné à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels : FIG. 1 La FIG. 1 est une représentation schématique d’un système à électrovanne selon un exemple de réalisation l’invention ; FIG. 2 La FIG. 2 montre des étapes de mise en œuvre du système à électrovanne de la FIG. 1 ; FIG. 3 La FIG. 3 illustre des phases de la méthode dite « peak and hold ». Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes par rapport aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique et/ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur. On a représenté, sur la FIG. 1 , un système 100 comportant une électrovanne 200 (représenté en pointillés sur la FIG. 1 ) et un circuit de contrôle 1 de l’électrovanne 200 selon l’un exemple de réalisation de l’invention. L’électrovanne 200 comprend un plongeur 201 (ou piston) mobile entre une position fermée et une position ouverte. Le plongeur permet 201, en positon ouverte, de laisser passer un fluide et, en position fermée, de bloquer le chemin de fluide. L‘électrovanne 200 est configurée pour être intégrée dans une boucle de fluide pour contrôler l’écoulement d’un fluide, par exemple un liquide, au sein de la boucle. Le circuit de contrôle 1 comprend une bobine d’inductance 2 (de type solénoïde) configurée pour pouvoir déplacer le plongeur 201 de l’électrovanne 200 entre la position fermée et la position ouverte. Le circuit de contrôle 1 comprend en outre une ligne 30 vers une première source de tension 31 capable de délivrer une tension continue à une première valeur de tension Up, et une autre ligne 40 vers une deuxième source de tension 41 capable de délivrer une tension continue à une deuxième valeur de tension Um. La première valeur de tension Up est supérieure à la deuxième valeur de tension Um. La bobine d’inductance 2 est configurée pour être connectée : dans une phase d’appel PhA, à la première source de tension 31 pour pouvoir déplacer le plongeur 201 de l’électrovanne 200 de la position fermée vers la position ouverte de l’électrovanne 200, dans une phase de maintien, à la deuxième source de tension 41 pour pouvoir maintenir le plongeur 201 de l’électrovanne 200 dans la position ouverte de l’électrovanne 200. Le circuit de contrôle 1 est ainsi configuré pour permettre le basculement directement de la première valeur de tension Up à la deuxième valeur de tension Um. Autrement dit, la bobine d’inductance 2 reçoit séquentiellement la tension continue à la première valeur de tension Up puis la tension continue à la deuxième valeur de tension Um, sans passer par une autre valeur de tension. Notamment la tension appliquée à la bobine d’inductance 2 ne passe pas par la valeur 0 Volt lorsque l’on passe de la phase d’appel PhA à la phase de maintien PhM. Par exemple, la première valeur de tension Up est de 9V et la deuxième valeur de tension Um est de 5V. Dans un autre exemple, la première valeur de tension Up est de 24V et la deuxième valeur de tension Um est de 12V. Bien entendu, d’autres valeurs sont possibles. Le circuit de contrôle 1 comporte deux commutateurs 3 et 4, de type électronique, configurés pour connecter la bobine d’inductance 2 sélectivement, dans la phase d’appel PhA, à la première source de tension et, dans la phase de maintien PhM, à la deuxième source de tension 41. Dans la phase d’appel phA, la bobine d’inductance 2 est connectée à la première source de tension 31 et isolée de la deuxième source de tension 41. Dans la phase de maintien phM, la bobine d’inductance 2 est connectée à la deuxième source de tension 41 et isolée de la première source de tension 31. Le circuit de contrôle 1 comporte deux commutateurs 3 et 4 associés chacun à l’une des sources de tension 31 et 41. Les commutateurs 3 et 4 comportent chacun un transistor de type MOSFET (Transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur) ou tout autre type de composants électroniques fonctionnant comme un interrupteur (ouvert ou fermé). Les commutateurs 3 et 4 sont configurés pour permettre de commuter entre les deux sources de tension 31 et 41. Le circuit de contrôle 1 est configuré pour fermer le premier commutateur 3 (le deuxième commutateur 4 étant ouvert) pour délivrer la tension de la première source de tension 31 à la bobine d’inductance 2 pour engager la phase d’appel PhA, puis pour ouvrir le premier commutateur 3 et fermer le deuxième commutateur 4 pour délivrer la tension de la deuxième source de tension 41 à la bobine d’inductance 2 de sorte à basculer de la phase d’appel à la phase de maintien PhM. Ainsi, lors de la phase d’appel phA, le premier commutateur 3 est fermé et le deuxième commutateur 4 est ouvert. Lors de la phase de maintien PhM, le premier commutateur 3 est ouvert et le deuxième commutateur 4 est fermé. Le commutateur 4 associé à la deuxième source de tension 41 est en série avec une diode 5 configurée pour isoler les deux tensions Up et Um des deux sources de tension 31 et 41. Cette diode 5 permet de protéger la deuxième source de tension 41 d’un retour de tension, lorsque la première valeur de tension Up est plus forte que la deuxième valeur de tension Um. Le circuit de contrôle 1 comporte un système de roue libre 6 configuré pour permettre une décharge de la bobine d’inductance 2. Le système de roue libre 6 est en parallèle avec la bobine d’inductance 2. Ce système de roue libre 6 protège le circuit électrique, et comprend, en série, une diode de roue libre simple 7 et une diode Zener 8. Le circuit de contrôle 1 comporte en outre une capacité 10, en parallèle avec la bobine d’inductance, configurée pour réduire la rémanence de la bobine d’inductance. La première source de tension 31 et la deuxième source de tension 41 sont deux sources de tension distinctes, par exemple étant formées par deux batteries de tensions différentes. En variante, la première source de tension 31 et la deuxième source de tension 41 sont produites par des convertisseurs DC-DC connectés sur une même batterie. La durée de la phase d’appel PhA est choisie est fixe, à savoir fixée à l’avance et choisie suffisante pour que le plongeur 201 de l’électrovanne effectue une course entre la position fermée et la position ouverte. En variante, le circuit de contrôle 1 est configuré pour déterminer la durée de la phase d’appel PhA en temps réel, notamment en fonction d’un pic de courant détecté sur l’électrovanne 200. La phase d’appel PhA peut avoir une durée de 100 ms par exemple, ou toute autre valeur de durée appropriée. L’électrovanne 200 est de type normalement fermé. On a représenté sur la FIG. 2 des étapes du procédé de contrôle selon l’invention. Le procédé comporte les étapes suivantes : connecter, dans une phase d’appel PhA, la bobine d’inductance à la première source de tension 31 pour pouvoir déplacer le plongeur 201 de l’électrovanne 200 de la position fermée vers la position ouverte de l’électrovanne (étape 50) ; connecter, dans une phase de maintien PhM, la bobine d’inductance à la deuxième source de tension 41 pour pouvoir maintenir le plongeur 201 de l’électrovanne 200 dans la position ouverte de l’électrovanne 200 (étape 51). Les deux étapes ci-dessus se succèdent de manière séquentielle. Circuit de contrôle (1) d’une électrovanne (200), notamment pour être embarqué sur un véhicule automobile, comportant : une ligne (30) vers une première source de tension (31) capable de délivrer une tension continue à une première valeur de tension (Up) ; une ligne (40) vers une deuxième source de tension (41) capable de délivrer une tension continue à une deuxième valeur de tension (Um), la première valeur de tension (Up) étant supérieure à la deuxième valeur de tension (Um) ; une bobine d’inductance (2) configurée pour être connectée : dans une phase d’appel (PhA), à la première source de tension (31) pour pouvoir déplacer un plongeur (201) de l’électrovanne (200) d’une position fermée vers une position ouverte de l’électrovanne (200) ; dans une phase de maintien (PhM), à la deuxième source de tension (41) pour pouvoir maintenir le plongeur (201) de l’électrovanne (200) dans la position ouverte de l’électrovanne (200). Circuit de contrôle (1) selon la revendication précédente, dans lequel le circuit de contrôle (1) est configuré pour permettre le basculement directement de la première valeur de tension (Up) à la deuxième valeur de tension (Um), par exemple, la première valeur de tension (Up) étant de 9V et la deuxième valeur de tension (Um) étant de 5V, ou la première valeur de tension (Up) étant de 24V et la deuxième valeur de tension (Um) étant de 12V. Circuit de contrôle (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le circuit de contrôle comporte un ou plusieurs commutateurs (3,4), notamment de type électronique, configurés pour connecter la bobine d’inductance (2) sélectivement, dans la phase d’appel (PhA), à la première source de tension (31) et, dans la phase de maintien (PhM), à la deuxième source de tension (41), notamment dans la phase d’appel (PhA), la bobine d’inductance est connectée à la première source de tension (31) et isolée de la deuxième source de tension (41), et dans la phase de maintien (PhM), la bobine d’inductance est connectée à la deuxième source de tension (41) et isolée de la première source de tension (31). Circuit de contrôle (1) selon la revendication précédente, dans lequel le circuit de contrôle comporte deux commutateurs (3,4) associés chacun à l’une des sources de tension (31, 41). Circuit de contrôle (1) selon l’une des revendications 3 et 4, dans lequel l’un au moins des commutateurs est un transistor, notamment de type MOSFET (Transistor à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur). Circuit de contrôle (1) selon les revendications 4 et 5, dans lequel le circuit de contrôle est configuré pour fermer le premier commutateur (le deuxième commutateur étant ouvert) pour délivrer la tension de la première source de tension (31) à la bobine d’inductance pour engager la phase d’appel (PhA), puis pour ouvrir le premier commutateur et fermer le deuxième commutateur pour délivrer la tension de la deuxième source de tension (41) à la bobine d’inductance de sorte à basculer de la phase d’appel (PhA) à la phase de maintien (PhM). Circuit de contrôle (1) selon l’une des revendications 3 à 6, dans lequel Le commutateur associé à la deuxième source de tension (41) est en série avec une diode (5) configurée pour isoler les deux tensions des deux sources de tension. Circuit de contrôle (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le circuit de contrôle comporte un système de roue libre (6) configuré pour permettre une décharge de la bobine d’inductance. (2) Circuit de contrôle (1) selon la revendication précédente, dans lequel le système de roue libre comprend, en série, une diode de roue libre simple (7) et une diode Zener (8). Circuit de contrôle (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le circuit de contrôle comporte une capacité (10), notamment en parallèle avec la bobine d’inductance, configurée pour réduire la rémanence de la bobine d’inductance. Système comportant une électrovanne (200) et un circuit de contrôle (1) de l’électrovanne (200) selon l’une des revendications précédentes. Procédé de contrôle d’une électrovanne (200) pourvue d’une bobine d’inductance, le procédé comportant les étapes suivantes : fournir une première source de tension (31) capable de délivrer une tension continue à une première valeur de tension (Up) ; fournir une deuxième source de tension (41) capable de délivrer une tension continue à une deuxième valeur de tension (Um), la première valeur de tension (Up) étant supérieure à la deuxième valeur de tension (Um) ; connecter, dans une phase d’appel (PhA), la bobine d’inductance à la première source de tension (31) pour pouvoir déplacer un plongeur de l’électrovanne (200) d’une position fermée vers une position ouverte de l’électrovanne (200) ; connecter, dans une phase de maintien (PhM), la bobine d’inductance à la deuxième source de tension (41) pour pouvoir maintenir le plongeur de l’électrovanne (200) dans la position ouverte de l’électrovanne (200).