INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Procédé et dispositif d’analyse de défauts par réflectométrie au moyen d’une estimation de fonction de transfert L’invention concerne le domaine de l’analyse de défauts impactant des lignes de transmission, tels que des câbles électriques. L’invention concerne le domaine particulier de la réflectométrie, notamment appliquée au diagnostic filaire, qui englobe le domaine de la détection, la localisation et la caractérisation de défauts dans des lignes de transmission simples ou des réseaux filaires complexes. Plus généralement l’invention s’applique également à tout domaine technique dans lequel une méthode de réflectométrie est mise en œuvre afin de caractériser l’environnement dans lequel le signal se propage. En particulier, l’invention s’applique aux domaines du radar, lidar, sonar, mais aussi au contrôle non destructif par ondes acoustiques ou électriques.
Les câbles sont omniprésents dans tous les systèmes électriques, pour l’alimentation ou la transmission d’information. Ces câbles sont soumis aux mêmes contraintes que les systèmes qu’ils relient et peuvent être sujets à des défaillances. Il est donc nécessaire de pouvoir analyser leur état et d’apporter des informations sur la détection de défauts, mais aussi leur localisation et leur type, afin d’aider à la maintenance.
Les méthodes de réflectométrie usuelles permettent ce type de tests. Elles utilisent des signaux de test ou référence, appelés aussi signaux de sonde ou signaux de réflectométrie. La forme de ces signaux change significativement lors de leur propagation aller–retour dans un câble, ces changements étant la conséquence des phénomènes physiques d’atténuation et de dispersion.
Les méthodes de réflectométrie connues fonctionnent selon le procédé suivant. Un signal de référence maitrisé, par exemple un signal impulsionnel périodique ou encore un signal multi-porteuses, est injecté à une extrémité du câble à tester. Plus généralement, dans les méthodes modernes de réflectométrie, le signal de référence utilisé est choisi en fonction de ses propriétés d’autocorrélation, c’est-à-dire que le signal corrélé par lui-même doit produire un résultat aussi proche que possible d’un peigne de Dirac. Le signal se propage le long du câble et se réfléchit sur les singularités qu’il comporte.
La est une vue schématique, suivant une vue de dessus, de l’ensemble moteur de la ;
La est une vue schématique de l’ensemble moteur selon un autre exemple de réalisation de l’invention.
On a représenté sur la un montage 100 comportant un ensemble moteur 1 et un dispositif d’essuyage 2 pourvu de deux bras balais 3 solidaires chacun d’un balai (non représenté).
Le dispositif d’essuyage 2 est actionnable par cet ensemble moteur 1 comme décrit ci-après.
Cet ensemble moteur 1 comprend : un premier moteur électrique 5 agencé pour fournir un premier couple mécanique, un deuxième moteur électrique 6 agencé pour fournir un deuxième couple mécanique, un dispositif de transmission mécanique 7 accouplé aux premier et deuxième moteurs 5 et 6, et agencé pour être actionné simultanément par ces moteurs 5 et 6 de sorte que ce dispositif de transmission 7 puisse délivrer un couple de sortie cumulé pour entraîner le dispositif d’essuyage 2, ce couple de sortie cumulé étant un cumul des couples fournis par les deux moteurs 5 et 6.
L’invention s’applique dans des applications qui nécessitent un couple important pour actionner des dispositifs d’essuyage de grandes dimensions, par exemple pour des applications de bus ou de camions.
Les deux moteurs 5 et 6 de puissances électriques plus modestes remplacent un moteur de grande puissance.
Ceci est avantageux car il est possible d’utiliser des moteurs existants pour des applications de moindres puissances et de moindres couples, et de les associer ensemble pour des applications qui nécessitent une puissance et un couple plus élevés.
Chaque moteur 5 et 6, par exemple de type réversible, comporte un arbre rotatif de sortie 8, respectivement 9, agencé pour fournir le couple mécanique.
Le dispositif de transmission 7 qui lie mécaniquement ensemble les arbres de sortie 8 et 9 des deux moteurs permet de fait, de synchroniser la vitesse et la position des moteurs.
Chaque moteur 5 et 6 comprend un compartiment électrique 10 pourvu d’un rotor et d’un stator, non visibles.
L’ensemble moteur 1 comporte un capteur de position, notamment un capteur à effet Hall, agencé pour repérer la position de l’arbre de sortie 8 et 9 des moteurs.
Un autre aspect de l’invention concerne un ensemble de deux feux et/ou projecteurs, chacun selon l’invention, les unités de commande de chacun des dispositifs lumineux étant une unique unité de commande commune auxdits dispositifs lumineux.
Avantageusement les deux feux et/ou projecteurs sont adaptés pour être chacun monté d’un côté respectif (droit ou gauche) du véhicule.
est une vue éclatée d’un dispositif lumineux selon l’invention,
est une vue en perspective d’un véhicule avec un dispositif lumineux selon l’invention projetant deux images sur la route,
montre une projection sur un écran de l’image émise par un dispositif lumineux selon l’invention,
est une variation du PWM selon l’invention,
montre une projection du faisceau de croisement sur un écran.
Le dispositif lumineux 1 illustré à la comprend une source lumineuse 10, une optique de projection 11, comprenant par exemple des lentilles, un conduit de ventilateur 12 avec un ventilateur 120, un dissipateur thermique 13 et un capteur de température (non représenté sur la figure) intégré à la LED.
Un dispositif lumineux 1 est placé à l’avant d’un véhicule 2 de chaque côté dans chacun des projecteurs 20. Chaque dispositif lumineux 1 projette une image qui peut être différente. Dans l’exemple de la , ce sont les images du projecteur de gauche qui sont illustrées. Le dispositif lumineux 1 projette deux faisceaux lumineux superposés : un premier faisceau 30 qui projette une image réglementaire 300 qui consiste à éclairer la route 4 et un deuxième faisceau 31 qui projette une image de confort 310 (ici, une indication de limitation de vitesse) ou de communication (risque de verglas par exemple).
Ces faisceaux sont projetés selon un axe optique orienté vers l’avant. Ainsi, dans la description le terme « avant » correspond à la direction générale de projection des faisceaux par le dispositif lumineux, le terme « arrière » correspondant à la direction opposée. Lorsque le dispositif est monté dans un projecteur en position normale sur un véhicule, le terme « avant » correspond également à l’avant du véhicule dans le sens habituel de la marche de celui-ci, et le terme « arrière » à l’arrière du véhicule.
On peut voir à la , une projection sur un écran perpendiculaire à l’axe optique placé à une distance fixe du dispositif lumineux 1 dans la direction globale d’émission du faisceau lumineux, par exemple à une distance de 25m, un exemple de décomposition du faisceau lumineux en trois modules : un module feu de route 34 (ou high beam HB), un module haute définition 33 (ou HD) et un module feu de croisement 32 (ou low beam LB).
Comme illustré sur la , le faisceau de croisement 32 peut se décomposer en deux modules, une partie plate 320 ou « Flat », correspondant à la majorité du faisceau avec une bordure supérieure plate et une partie 321 avec une coupure 322 ou « Kink » qui réalise un « V » de coupure. Dans ce cas, le module haute définition 33 réalise la partie du faisceau avec coupure, et la partie plate est assurée par un autre module.
Le faisceau de croisement 32 comprend une ligne de coupure pour éviter l’éblouissement des autres automobilistes venant en face. Au-dessus de la ligne de coupure, peu ou pas de lumière peut être émise. En dessous de la ligne de coupure, la lumière est émise afin d’éclairer la chaussée. Cette ligne de coupure présente un coude, avec d’un côté du coude une ligne horizontale, et de l’autre côté du coude une ligne inclinée vers le haut, d’une valeur généralement égale à 15°. Le faisceau situé sous la ligne à 15° sert aussi à éclairer les objets situés en hauteur sur le bas-côté de la route, par exemple un panneau de signalisation routière.
Les figures 2 à 4 représentent différentes configurations possibles du système d’interrupteur Qss. Dans les exemples représentés aux figures 2 et 3, le système d’interrupteur Qss est électriquement connecté d’une part à la sortie du convertisseur de puissance et d’autre part à une masse. Alternativement, dans l’exemple de la , le système d’interrupteur Qss est électriquement connecté d’une part à la sortie du convertisseur de puissance et d’autre part à la charge. De plus, le système d’interrupteur peut de préférence comprendre un (illustré à la ) ou deux interrupteurs de sûreté en série (illustré aux figures 3 et 4). L’interrupteur de sûreté peut notamment consister en un transistor, en particulier un MOSFET. En figures 2 et 3, le système d’interrupteur Qss est positionné de manière à reboucler le courant de sortie du convertisseur de puissance, à cet effet le système d’interrupteur Qss est notamment connecté entre une masse du convertisseur de tension et une masse du composant en sortie du convertisseur, notamment une masse d’une batterie basse tension du véhicule. En , le système d’interrupteur Qss est directement positionné en sortie du convertisseur de puissance, la connexion de la masse du convertisseur de tension et de la masse du composant en sortie du convertisseur étant notamment réalisée ailleurs (non représentée). En outre, en et 3, le système d’interrupteur Qss est par exemple connecté entre des bornes de deux capacités d’un filtre de mode différentiel de type 2π. En , le système d’interrupteur Qss est par exemple connecté en sortie d’un filtre de mode différentiel de type π.
Comme illustré sur les figures 2 à 4, l’invention propose en particulier d’utiliser l’interrupteur de sûreté ou les interrupteurs de sûreté, l’interrupteur de sûreté étant un dispositif d’usage très répandu en sortie de convertisseurs de puissance, afin de mesurer l’intensité du courant de sortie Iout. Notamment, en estimant la résistance du système d’interrupteur Qss et en mesurant une chute de tension Vss aux bornes du système d’interrupteur Qss, on est capable de déduire l’intensité du courant de sortie Iout, en appliquant la loi d’Ohm.
Or, la résistance du système d’interrupteur Qss est généralement variable en fonction de la température de jonction du système d’interrupteur Qss. A titre d’exemple, une plage de température réaliste pour le système d’interrupteur est entre 25°C et 150°C. Sur cette plage de température, la résistance du système d’interrupteur peut doubler. Il est par conséquent nécessaire de prendre en considération l’influence de la température de jonction dans l’estimation de l’intensité du courant de sortie.
A cette fin, comme illustré sur les figures 2 à 4, le convertisseur de puissance 1 selon l’invention comprend un dispositif de mesure de tension adapté pour mesurer la chute de tension Vss aux bornes du système d’interrupteur Qss, un dispositif de mesure de température 12 adapté pour mesurer une température représentative correspondant à la température de jonction du système d’interrupteur Qss ou à la température d’un élément en contact thermique avec le système d’interrupteur Qss, et un module de calcul 13 configuré pour estimer l’intensité du courant de sortie Iout en fonction de la température représentative et de la chute de tension Vss aux bornes du système d’interrupteur Qss.
La présente invention offre donc l’avantage considérable de permettre la mesure de l’intensité du courant de sortie du convertisseur de puissance sans nécessiter l’ajout d’un shunt de mesure, ou d’un capteur à effet Hall, mais en utilisant le ou les interrupteurs de sûreté et les dispositifs de mesure de température qui sont déjà présents dans la majorité des convertisseurs de puissance. En conséquence, en comparaison de l’utilisation du shunt de mesure, la présente invention n’induit pas de pertes de puissance supplémentaires, et donc n’impacte pas ou de manière limitée le rendement du convertisseur de puissance. De plus, en comparaison de la solution utilisant un capteur à effet Hall, la mise en œuvre de l’invention ne nécessite pas d’intégration mécatronique, améliorant la compacité du convertisseur de puissance. Ainsi, la solution proposée dans l’invention est peu coûteuse et aisée à mettre en œuvre d’un point de vue de la fabrication industrielle.
De manière avantageuse, la température représentative du convertisseur de puissance mesurée par le dispositif de mesure de température correspondant directement à la température de jonction du système d’interrupteur.
Alternativement, le dispositif de mesure de température peut, de manière avantageuse, être configuré pour mesurer la température, dite température représentative, d’un élément en contact thermique direct avec le système d’interrupteur, par exemple un fluide de refroidissement adapté pour refroidir le système d’interrupteur, une carte électronique sur laquelle est fixé le système d’interrupteur, ou encore un boîtier recouvrant le système d’interrupteur. Il est important de noter qu’à l’équilibre thermique, la température représentative est notamment équivalente à la température de jonction du système d’interrupteur. On entend par température équivalente que la température de jonction dépend de la température représentative. Ainsi, la température de jonction peut être égale à ou fonction de la température représentative, notamment par le moyen d’une modélisation adaptée de la température de jonction en fonction de la température représentative.
De manière générale, en référence aux figures 2 à 4, le convertisseur de puissance 1 comprend une cellule de commutation arrangée selon une structure de demi-pont en H, le demi-pont en H étant un circuit permettant de contrôler la polarité aux bornes de la charge. Comme cela est connu, un demi-pont en H comprend une branche haute et une branche basse. Une branche haute d’un demi-pont en H relie une borne du circuit contrôlé par le demi-pont en H à une borne haute du demi-pont en H, via un élément de commutation haut Q1, la borne haute du demi-pont en H étant connectée à une borne haute de la source de tension. Réciproquement, une branche basse d’un demi-pont en H relie la borne du circuit contrôlé par le demi-pont en H à une borne basse du demi-pont en H, via un élément de commutation bas Q2, la borne basse du demi-pont en H étant connectée à une masse. Le demi-pont en H est notamment alimenté par une tension entre la masse et la borne haute du demi-pont en H pour délivrer en sortie du système une tension de sortie. Alors, ledit au moins un bras 11 est notamment relié d’une part à la borne de circuit contrôlé par le demi-pont en H et d’autre part à la charge.
Ledit au moins un bras peut notamment consister, de manière avantageuse, en trois bras. Alors, la mesure du courant peut être réalisée sur une partie ou sur l’ensemble des courants de sortie des trois bras.
Selon un autre aspect de l’invention, l’invention concerne un procédé d’estimation du courant de sortie du convertisseur de puissance décrit précédemment.
En référence à la , le procédé selon l’invention, mis en œuvre par le module de calcul, comprend : - l’acquisition E1 de la chute de tension Vss et de la température représentative T, la chute de tension Vss et la température représentative T étant en particulier enregistrées dans le module de calcul sous forme de variables ; - lors d’une première mesure, l’initialisation E2 de la température de jonction Tss du système d’interrupteur en fonction de la température représentative T, notamment en posant que Tss est égal à T ; - la détermination E3 de la résistance Rss du système d’interrupteur, la résistance Rss étant estimée en fonction de la température de jonction Tss du système d’interrupteur ; - la détermination E4 de l’intensité du courant de sortie Iout à partir de la chute de tension Vss et de la résistance Rss du système d’interrupteur, notamment en utilisant la loi d’Ohm selon l’équation suivante Iout = Vss / Rss.
Le procédé présente l’avantage de mettre en œuvre des opérations de calcul simples, qui par conséquent sont économes en ressources de calcul.
Comme illustré sur la , la résistance Rss du système d’interrupteur est déterminée en fonction de la température de jonction Tss, notamment à partir de données de comportement thermoélectrique du système d’interrupteur provenant du fabricant. Une approximation, faite de manière courante sur la résistance Rss du système d’interrupteur, est d’estimer que la résistance Rss du système d’interrupteur évolue de manière affine avec la température de jonction Tss du système d’interrupteur. Ainsi, la résistance Rss du système d’interrupteur peut être calculée selon l’équation suivante : [Math 1] où C est une constante de température prédéfinie du système d’interrupteur et Rss_ref est une valeur de référence de la résistance du système d’interrupteur correspondant à une température de référence Tref, par exemple 25°C. La constante C est de préférence un coefficient de température de résistance, représentant la variation de la résistance électrique du système d’interrupteur par unité de variation de température.
Selon un exemple de l’invention où la température représentative, mesurée par le dispositif de mesure de température, correspond à la température de jonction du système d’interrupteur, l’intensité du courant de sortie Iout est directement calculée.
Selon un autre exemple de l’invention, la température représentative correspond à la température d’un élément en contact thermique avec le système d’interrupteur. Alors, en cas d’équilibre thermique, la température représentative est équivalente à la température de jonction du système d’interrupteur. Pour rappel, on entend par température équivalente que la température de jonction peut être estimée en fonction de la température représentative. Dans ce cas, l’intensité du courant de sortie Iout calculée est supposée correcte.
Cependant, dans certaines conditions, il peut y avoir une absence initiale d’équilibre thermique entre du système d’interrupteur et l’élément en contact thermique avec du système d’interrupteur dont on mesure la température. Par exemple, en cas d’arrêt suivi d’un redémarrage rapide de la conversion de puissance, il peut y avoir un écart entre la température de jonction et la température représentative. Ainsi, la valeur initiale de la température de jonction Tss est éventuellement incorrecte, ce qui influe sur la détermination de l’intensité du courant de sortie Iout. Par conséquent, il peut être avantageux d’effectuer un ajustement de la température de jonction Tss estimée.
Avantageusement, ledit au moins un bras consiste en trois bras.
Avantageusement, le système d’interrupteur consiste en un MOSFET.
Avantageusement, le convertisseur de puissance selon l’invention est un convertisseur de puissance continu-continu.
Selon un autre aspect de l’invention, l’invention concerne un procédé d’estimation d’un courant de sortie du convertisseur de puissance tel que décrit précédemment. Alors, le procédé selon cet aspect de l’invention, mis en œuvre par le module de calcul, comprend : - l’acquisition de la chute de tension Vss et de la température représentative T ; - lors d’une première mesure, l’initialisation de la température de jonction Tss du système d’interrupteur en fonction de la température représentative T ; - la détermination de la résistance Rss du système d’interrupteur, la résistance Rss étant estimée en fonction de la température de jonction Tss du système d’interrupteur ; - la détermination de l’intensité du courant de sortie Iout à partir de la chute de tension Vss et de la résistance Rss du système d’interrupteur.
Le procédé selon l’invention présente l’avantage de mettre en œuvre des opérations de calcul simples, qui par conséquent sont économes en ressources de calcul.
Avantageusement, la détermination de la résistance Rss du système d’interrupteur est réalisée selon l’équation [Math 1] , où C est une constante de température du système d’interrupteur et Rss_ref est une valeur de référence de la résistance du système d’interrupteur correspondant à une température de référence.
La température représentative T peut en particulier correspondre à la température d’un élément en contact thermique avec le système d’interrupteur. Alors, le procédé selon l’invention comprend avantageusement, après l’étape d’acquisition de la chute de tension Vss et de la température représentative T, l’exécution successive des étapes suivantes par le module de calcul pour un nombre d’itérations N : - lors d’une première exécution suite à l’étape d’acquisition, l’initialisation de la température de jonction Tss du système d’interrupteur à une valeur Tss 0 égale à la température représentative T, ou lors d’une itération i, l’initialisation de la température de jonction Tss à une valeur Tss i déterminée à l’issue de l’itération précédente ; - la détermination de la résistance Rss i du système d’interrupteur estimée en fonction de la température de jonction Tss i du système d’interrupteur selon l’équation suivante : [Math 2] ; - la détermination de l’intensité du courant de sortie Iout i selon l’équation suivante : [Math 3] ; - la détermination de la puissance dissipée Pss i par le système d’interrupteur en fonction de l’intensité du courant de sortie Iout i et de la résistance Rss i du système d’interrupteur selon l’équation suivante : [Math 4] ; - la mise à jour de la température de jonction Tss i selon l’équation suivante [Math 5] , où Rth est une résistance thermique donnée entre la jonction du système d’interrupteur et l’élément en contact thermique avec le système d’interrupteur présentant la température représentative T. Cette mise-à-jour itérative de la température de jonction Tss estimée permet avantageusement de converger vers la valeur réelle de l’intensité du courant de sortie du convertisseur de puissance.
: la est une représentation schématique d’un procédé, selon un aspect de l’invention, d’estimation d’un courant électrique de sortie d’un convertisseur de puissance ;
: la est une représentation schématique d’un exemple de convertisseur de puissance selon un autre aspect de l’invention ;
: la est une représentation schématique d’un autre exemple de convertisseur de puissance selon un aspect de l’invention ;
: la est une représentation schématique d’un autre exemple de convertisseur de puissance selon un aspect de l’invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION Selon un aspect de l’invention, l’invention concerne un convertisseur de puissance comprenant un moyen de mesure d’un courant de sortie du convertisseur de puissance, notamment à des fins de contrôle. Le convertisseur est notamment configuré pour être connecté d’une part à une source de tension et d’autre part à une charge, et adapté pour être embarqué dans un véhicule automobile électrique ou hybride. La présente invention sera décrite ci-après dans le contexte d’un convertisseur de puissance continu-continu mais peut s’appliquer à tout convertisseur de puissance, en particulier un onduleur ou encore un chargeur électrique, notamment un chargeur électrique embarqué, également désigné OBC (pour « On-Board Charger »). Plus spécialement, dans le contexte du convertisseur de puissance continu-continu, la source de tension correspond à la batterie d’alimentation haute tension, et la charge à la batterie d’alimentation basse tension.
En référence aux figures 2 à 4, le convertisseur de puissance 1 selon l’invention comprend au moins un bras 11 traversé par un courant de sortie du convertisseur de puissance 1 et configuré pour être connecté à la charge, et un système d’interrupteur Qss arrangé en série avec ledit au moins un bras 11 de sorte que le système d’interrupteur Qss est traversé par le courant de sortie. Le système d’interrupteur comprend de préférence au moins un interrupteur de sûreté. Dans la suite de la description, l’invention sera décrite dans le contexte non-limitatif de l’utilisation de l’interrupteur de sûreté. Toutefois, la présente invention peut s’appliquer à tout système d’interrupteur traversé par le courant de sortie.