FR2860338A1 - Device for controlling power supply to electric window motor of vehicle, has electromechanical relay and power transistor connected in series, with transistor being blocked before switching on interrupter - Google Patents

Abstract

Device has a electromechanical relay (1) used for switching interrupters (3, 4) of a motor (10), and a power transistor (2) placed in series with the relay. The transistor is blocked before switching on an interrupter. Current is supplied to the motor when the relay switches off the interrupter and the transistor is saturated. A microcontroller (5) controls the power transistor and the relay. An independent claim is also included for a method of actuating electric control for commutation of an apparatus.

Description

RELAIS POUR APPAREIL ELECTRIQUE EN COURANT CONTINURELAY FOR DIRECT CURRENT ELECTRICAL APPARATUS

La présente invention concerne un relais électrique associé à un appareil destiné à fonctionner en courant continu CC à un voltage qui peut être supérieur à 12V, par exemple en 42 Volt ou plus.  The present invention relates to an electrical relay associated with an apparatus for operating in direct current DC at a voltage that may be greater than 12V, for example 42 volts or more.

Aujourd'hui, les batteries de véhicule automobile délivre du 12V en courant continu et les appareils électriques disposés dans les véhicules automobiles fonctionnent donc classiquement en 12V CC. Il est cependant envisagé de développer des batteries pour véhicule automobile délivrant un voltage supérieur, tel que du 42V CC par exemple. Certaines adaptations s'avèrent alors nécessaires dans les circuits électriques des véhicules.  Today, motor vehicle batteries deliver 12V DC, and electrical devices in motor vehicles typically operate at 12V DC. However, it is envisaged to develop batteries for a motor vehicle delivering a higher voltage, such as 42V DC for example. Some adaptations are then necessary in the electrical circuits of vehicles.

En particulier, les appareils électriques sont souvent commandés par un relais adapté à commuter un interrupteur de l'appareil, tel qu'un moteur de lève-vitre par exemple. Un relais est un dispositif de commande électromagnétique sollicité pour actionner une ouverture ou fermeture d'un circuit électrique. Classiquement, un relais comprend une bobine associée à un aimant lié à un interrupteur. Lorsqu'une tension de commande est appliquée à la bobine, le champ magnétique induit entraîne la commutation de l'interrupteur. Par ailleurs, le relais permet également d'absorber l'arc électrique produit par la surtension aux bornes de l'appareil lorsque l'on interrompt l'alimentation électrique. L'arc électrique correspond à une décharge entre les bornes de l'interrupteur lorsque celles-ci sont écartées l'une de l'autre alors qu'un courant les traverse. En effet, le courant d'alimentation de l'appareil ne devient pas immédiatement nul lorsque l'interrupteur est ouvert du fait de la charge capacitive ou inductive de l'appareil. Cette décharge peut être évacuée entre les contacts du relais.  In particular, electrical devices are often controlled by a relay adapted to switch a switch of the device, such as a window lift motor for example. A relay is an electromagnetic control device biased to actuate an opening or closing of an electrical circuit. Conventionally, a relay comprises a coil associated with a magnet connected to a switch. When a control voltage is applied to the coil, the induced magnetic field causes switching of the switch. Furthermore, the relay also absorbs the electric arc produced by the overvoltage at the terminals of the device when the power supply is interrupted. The electric arc corresponds to a discharge between the terminals of the switch when they are separated from each other while a current passes through them. Indeed, the power supply of the device does not become immediately zero when the switch is open because of the capacitive or inductive load of the device. This discharge can be evacuated between the relay contacts.

Des relais de commutation pour des appareils alimentés en 12V CC sont des composants classiquement utilisés dans l'industrie automobile. Ce sont donc des composants fabriqués en grande quantité et peu coûteux.  Switching relays for 12V DC powered devices are components typically used in the automotive industry. These are therefore components manufactured in large quantities and inexpensive.

Dans le cas d'une future implémentation d'une alimentation électrique continue en 42V, le problème de surtension générée lors de la coupure d'alimentation d'un appareil est accentué. En particulier, l'arc électrique généré dans ce cas ne peut être évacué entre les contacts tels que ceux utilisés dans un relais classique 12V. Un tel relais classique 12V peut assurer la commutation d'une alimentation jusqu'à environ 24V CC; au-delà, l'arc ne s'éteint pas toujours et le composant prend feu.  In the case of a future implementation of a 42V continuous power supply, the problem of overvoltage generated during the power failure of a device is accentuated. In particular, the electric arc generated in this case can not be evacuated between the contacts such as those used in a conventional relay 12V. Such a conventional 12V relay can switch a power supply up to about 24V DC; beyond, the bow does not always go out and the component catches fire.

Pour réaliser un relais de commutation pour une alimentation d'un appareil fonctionnant avec un voltage supérieur, il est possible de réaliser un pont de transistors de puissance tel qu'illustré sur la figure 1. Un tel pont est par exemple R:\Brevets120800120879.doc - 26/09/03 - 10:09 - 1/11 utilisé comme dispositif de commutation sur des véhicules automobiles tels que les BMW série 7.  To provide a switching relay for a power supply of an apparatus operating with a higher voltage, it is possible to make a bridge of power transistors as illustrated in FIG. 1. Such a bridge is for example R: \ Patents120800120879. doc - 26/09/03 - 10:09 - 1/11 used as switching device on motor vehicles such as the BMW 7 series.

L'exemple illustré sur la figure 1 est celui d'un pont de transistors pour commuter une alimentation d'un moteur de lève-vitre afin de faire tourner ledit moteur dans un premier ou dans un second sens de rotation ou pour mettre le moteur à l'arrêt.  The example illustrated in FIG. 1 is that of a bridge of transistors for switching a power supply of a window regulator motor in order to turn said motor in a first or second direction of rotation or to set the motor to judgment.

Un tel pont de transistor comprend quatre transistors à effet de champs T1, T2, T3 et T4 commandés par un microcontrôleur 5. Deux transistors T1 et T3 sont à canal P et les deux autres transistors T2 et T4 sont à canal N. Des transistors bipolaires peuvent également être utilisés pour réaliser un tel pont.  Such a transistor bridge comprises four field effect transistors T1, T2, T3 and T4 controlled by a microcontroller 5. Two transistors T1 and T3 are P-channel and the other two transistors T2 and T4 are N-channel. Bipolar transistors can also be used to make such a bridge.

Le microcontrôleur 5 applique une tension de commande S1 positive qui induit un état bloqué du transistor T1 et un état saturé du transistor T2. Simultanément, le microcontrôleur 5 applique une tension de commande S2 nulle qui induit un état saturé du transistor T3 et un état bloqué du transistor T4. Ainsi, les transistors T2 et T3 laissent passer un courant à travers le moteur 10 alimenté sous une tension U, le courant traversant le moteur selon un sens qui détermine un premier sens de rotation du fonctionnement du moteur.  The microcontroller 5 applies a positive control voltage S1 which induces a blocked state of the transistor T1 and a saturated state of the transistor T2. Simultaneously, the microcontroller 5 applies a zero control voltage S2 which induces a saturated state of the transistor T3 and a blocked state of the transistor T4. Thus, the transistors T2 and T3 pass a current through the motor 10 supplied at a voltage U, the current flowing through the motor in a direction that determines a first direction of rotation of the motor operation.

De même, lorsque les tensions de commande S 1 et S2 sont inversées pour appliquer respectivement une tension nulle et positive, l'état des transistors T1, T2, T3 et T4 est inversé par rapport à la situation précédente, et le moteur 10 alimenté sous une tension U fonctionne dans un second sens de rotation.  Likewise, when the control voltages S 1 and S 2 are inverted to respectively apply a zero and positive voltage, the state of the transistors T1, T2, T3 and T4 is reversed with respect to the preceding situation, and the motor 10 supplied with a voltage U operates in a second direction of rotation.

L'alimentation du moteur 10 est coupée en plaçant le moteur en courtcircuit sur lui-même lorsque les tensions de commandes S 1 et S2 sont toutes les deux nulles. Les transistors en état bloqué T2 et T4 sont aptes à absorber la charge capacitive ou inductive générée aux bornes du moteur au moment du court-circuit.  The power supply of the motor 10 is cut off by placing the motor short circuit on itself when the control voltages S 1 and S 2 are both zero. The transistors in the off state T2 and T4 are able to absorb the capacitive or inductive load generated at the motor terminals at the time of the short circuit.

Un tel montage de pont de transistors permet donc de commander l'alimentation d'un appareil, quelle que soit la tension d'alimentation U et peut donc être utilisé pour assurer la commutation d'un moteur alimenté en 42V CC par exemple.  Such a transistor bridge arrangement thus makes it possible to control the power supply of an apparatus, whatever the supply voltage U, and can therefore be used to switch a motor powered by 42V DC for example.

Un tel montage comprenant quatre transistors de puissance est cependant coûteux.  Such an arrangement comprising four power transistors is however expensive.

Il existe donc un besoin pour réaliser un dispositif de commande de commutation d'un appareil alimenté sous une tension supérieure à 12V CC, par 35 exemple 42 Volt CC, qui soit simple et peu coûteux.  There is therefore a need to provide a switching control device for a device powered at a voltage greater than 12V DC, for example 42 Volts DC, which is simple and inexpensive.

A cet effet, l'invention propose un dispositif de commande électrique de commutation d'un appareil fonctionnant en courant continu sous une tension prédéterminée, le dispositif comprenant: R:\13revets\20800\20879. doc 26/09/03 - 10:09 - 2/11 - un relais électromécanique adapté à actionner la commutation d'un interrupteur de l'appareil; - un transistor de puissance disposé en série avec le relais, le transistor étant placé dans un état de fonctionnement bloqué avant une commutation d'un interrupteur dans un état ouvert.  To this end, the invention proposes an electrical switching device for switching a device operating in direct current under a predetermined voltage, the device comprising: R: \ 13revets \ 20800 \ 20879. doc 26/09/03 - 10:09 - 2/11 - an electromechanical relay adapted to actuate the switching of a switch of the apparatus; - A power transistor arranged in series with the relay, the transistor being placed in a locked operating state before switching a switch in an open state.

Selon une caractéristique, l'appareil est alimenté en courant continu lorsque le relais actionne la commutation d'un interrupteur dans un état fermé et que le transistor est placé dans un état de fonctionnement saturé.  According to one characteristic, the apparatus is supplied with direct current when the relay actuates the switching of a switch in a closed state and the transistor is placed in a saturated operating state.

Selon une caractéristique, le dispositif comprend en outre un microcontrôleur 10 adapté à commander un état de fonctionnement du transistor de puissance et une action du relais.  According to one characteristic, the device further comprises a microcontroller 10 adapted to control an operating state of the power transistor and an action of the relay.

Selon un mode de réalisation, le transistor de puissance est un transistor à effet de champ (P-MOSFET).  According to one embodiment, the power transistor is a field effect transistor (P-MOSFET).

Selon un mode de réalisation, le transistor de puissance est un transistor à canal N. Selon un mode de réalisation, le transistor de puissance est un transistor bipolaire.  According to one embodiment, the power transistor is an N-channel transistor. According to one embodiment, the power transistor is a bipolar transistor.

Selon un mode de réalisation, l'appareil électrique est un moteur d'actionnement d'ouvrant de véhicule.  According to one embodiment, the electrical apparatus is a vehicle opening actuation motor.

Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend des moyens de régulation du courant d'alimentation de l'appareil, lesdits moyens étant adaptés à appliquer au transistor de puissance une tension de commande rectangulaire avec une modulation d'impulsion en durée.  According to one embodiment, the device comprises means for regulating the supply current of the apparatus, said means being adapted to apply to the power transistor a rectangular control voltage with a pulse duration modulation.

Selon les mises en oeuvre de l'invention, la tension d'alimentation de l'appareil est supérieure ou égale à 24 Volt.  According to the implementations of the invention, the supply voltage of the apparatus is greater than or equal to 24 volts.

Selon une mise en oeuvre particulière de l'invention, la tension d'alimentation de l'appareil est égale à 42 Volt.  According to one particular embodiment of the invention, the supply voltage of the apparatus is equal to 42 Volts.

L'invention concerne également un procédé d'actionnement d'une commande électrique pour la commutation d'un appareil fonctionnant en courant continu sous une tension prédéterminée, le procédé comprenant les étapes suivantes pour commuter l'arrêt de l'appareil: mettre dans un état bloqué un transistor de puissance disposé en série avec un relais adapté à actionner la commutation d'un interrupteur de l'appareil; après un temps tl, actionner le relais pour commuter un interrupteur dudit appareil dans un état ouvert.  The invention also relates to a method of actuating an electrical control for switching a device operating in direct current at a predetermined voltage, the method comprising the following steps to switch off the device: put in a blocked state a power transistor arranged in series with a relay adapted to actuate the switching of a switch of the apparatus; after a time t1, activate the relay to switch a switch of said apparatus into an open state.

R:\Brevets\20800\20879.doc - 26/09/03 - 10:09 - 3/11 Selon une caractéristique, le transistor de puissance est un transistor à effet de champs et en ce que le transistor est mis dans un état bloqué par une commande de mise à la masse de la grille du transistor.  According to one characteristic, the power transistor is a field effect transistor and in that the transistor is put into a state. blocked by a ground control of the transistor gate.

Selon une caractéristique, le temps tt est compris entre 0.05ms et 2ms. 5 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit des modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui montrent: figure 1, déjà décrite, un schéma d'un pont de transistors selon l'art 10 antérieur; figure 2, un schéma d'un montage électrique d'un dispositif de commande de commutation selon l'invention; figure 3, un chronogramme de la commutation d'un moteur avec le dispositif selon l'invention; figure 4, un graphe de la tension de commande appliquée au transistor du dispositif selon l'invention, dans un mode de réalisation particulier.  According to one characteristic, the time tt is between 0.05ms and 2ms. Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following detailed description of the embodiments of the invention, given by way of example only and with reference to the drawings which show: FIG. 1, already described a diagram of a bridge of transistors according to the prior art; FIG. 2, a diagram of an electrical assembly of a switching control device according to the invention; Figure 3, a timing diagram of the switching of a motor with the device according to the invention; FIG. 4, a graph of the control voltage applied to the transistor of the device according to the invention, in a particular embodiment.

Le dispositif de commande électrique de commutation selon l'invention comprend un relais électromécanique, par exemple du type de ceux couramment utilisés dans les véhicules automobiles équipés de batteries de 12V CC, et un transistor de puissance disposé en série avec le relais.  The electrical switching control device according to the invention comprises an electromechanical relay, for example of the type commonly used in motor vehicles equipped with 12V DC batteries, and a power transistor arranged in series with the relay.

La mise sous tension d'un appareil électrique avec le dispositif selon l'invention requiert cumulativement que le relais électromécanique actionne la commutation d'un interrupteur dans un état fermé et que le transistor de puissance soit placé dans un état de fonctionnement saturé.  Powering up an electrical apparatus with the device according to the invention cumulatively requires that the electromechanical relay actuates switching of a switch in a closed state and that the power transistor is placed in a saturated operating state.

La mise hors tension de l'appareil électrique requiert que le relais actionne la commutation d'un interrupteur dans un état ouvert alors que le transistor a déjà été placé dans un état de fonctionnement bloqué. Ainsi, l'arc électrique, généré lors de la coupure de l'alimentation au moment où le transistor passe en état bloqué, est absorbé par le transistor avant une ouverture d'un interrupteur du relais.  Switching off the electrical device requires the relay to switch a switch to an open state when the transistor has already been placed in a blocked operating state. Thus, the electric arc, generated during the power failure at the moment when the transistor goes into the off state, is absorbed by the transistor before an opening of a relay switch.

Selon l'invention, on définit un état ouvert et un état fermé d'un interrupteur du relais comme des états correspondants respectivement à un passage d'un courant d'alimentation à travers l'appareil et à une interruption du passage dudit courant à travers ledit appareil. Cette interruption du passage du courant d'alimentation dans l'appareil peut être obtenue soit par une mise en court-circuit de l'appareil sur luimême, soit par une ouverture du circuit.  According to the invention, an open state and a closed state of a switch of the relay are defined as states respectively corresponding to a passage of a supply current through the apparatus and to an interruption of the passage of said current through said apparatus. This interruption of the passage of the supply current in the apparatus can be obtained either by short-circuiting the apparatus itself or by opening the circuit.

Par ailleurs, l'état de fonctionnement saturé du transistor est défini comme un état dans lequel le transistor laisse passer un courant d'alimentation et un état de R:\Brevets120800\20879.doc - 26/09/03 - 10:09 - 4/11 fonctionnement bloqué du transistor est défini comme un état dans lequel le transistor ne laisse pas passer de courant. La surtension générée par un courant initial non nul au moment du blocage du transistor est absorbé par le transistor bloqué jusqu'à l'annulation du courant.  On the other hand, the saturated operating state of the transistor is defined as a state in which the transistor passes a supply current and a state of R1. 4/11 blocked operation of the transistor is defined as a state in which the transistor does not let current flow. The overvoltage generated by a non-zero initial current at the time of the blocking of the transistor is absorbed by the blocked transistor until the current is canceled.

Le dispositif de commande de commutation selon l'invention peut être utilisé pour assurer la mise en marche et l'arrêt d'un appareil fonctionnant avec une tension d'alimentation en courant continu supérieure à 12V, telle que par exemple 42V.  The switching control device according to the invention can be used to switch on and off a device operating with a direct current supply voltage greater than 12V, such as for example 42V.

Le dispositif selon l'invention est composé d'un seul transistor de puissance et d'un relais usuel peu coûteux. Son coût est par conséquent réduit par rapport à un pont de transistors.  The device according to the invention is composed of a single power transistor and an inexpensive usual relay. Its cost is therefore reduced compared to a transistor bridge.

La figure 2 illustre schématiquement un montage électrique possible pour réaliser le dispositif selon l'invention.  FIG. 2 schematically illustrates an electrical assembly possible for producing the device according to the invention.

Un appareil 10, tel qu'un moteur d'actionnement d'ouvrant de véhicule, par exemple un moteur de lève-vitre, doit être alimenté par un courant continu sous une tension d'alimentation U prédéterminée correspondant généralement au voltage délivré par la batterie du véhicule. Une batterie de véhicule peut être amenée prochainement à délivrer un voltage supérieur à 12V, par exemple 42V.  An apparatus 10, such as a vehicle opening actuator motor, for example a window lift motor, must be supplied with a direct current under a predetermined supply voltage U corresponding generally to the voltage delivered by the battery. of the vehicle. A vehicle battery can be brought soon to deliver a voltage greater than 12V, for example 42V.

Sur la figure 2, le moteur 10 est à l'arrêt, les bornes 11 et 12 du moteur, respectivement reliées aux interrupteurs 3 et 4, étant connectées au même point de potentiel électrique. Le moteur est donc en courtcircuit sur lui-même et les interrupteurs 3 et 4 sont chacun dans un état dit ouvert, selon la définition donnée précédemment.  In FIG. 2, the motor 10 is at a standstill, the terminals 11 and 12 of the motor, respectively connected to the switches 3 and 4, being connected to the same point of electric potential. The motor is thus short circuit on itself and the switches 3 and 4 are each in a so-called open state, according to the definition given above.

Pour mettre en marche le moteur 10, c'est-à-dire relier une borne 11 du moteur au potentiel d'alimentation U et l'autre borne 12 à la masse, il faut d'une part qu'un des interrupteurs 3 soit commuté dans un état fermé sur une borne de l'alimentation U et d'autre part que le transistor de puissance 2 laisse passer un courant entre le drain et la source.  To start the motor 10, that is to say connect a terminal 11 of the motor to the supply voltage U and the other terminal 12 to ground, it is necessary firstly that one of the switches 3 is switched in a closed state on a terminal of the supply U and secondly that the power transistor 2 passes a current between the drain and the source.

Dans l'exemple illustré, le transistor de puissance 2 est un transistor à effet de champs à canal N, connu sous le terme de MOSFET. Une tension de commande Vcs appliquée sur la grille du transistor 2, entraîne, après un petit temps de transition, un courant non nul sur la branche de drain, quel que soit le différentiel de tension entre la source et le drain. Si la tension de commande Vis appliquée à la grille est nulle, le courant de drain sera nul quel que soit le différentiel de tension entre la source et le drain.  In the illustrated example, the power transistor 2 is an N-channel field effect transistor, known as MOSFET. A control voltage Vcs applied to the gate of the transistor 2, causes, after a small transition time, a non-zero current on the drain branch, regardless of the voltage difference between the source and the drain. If the control voltage Vis applied to the gate is zero, the drain current will be zero whatever the voltage difference between the source and the drain.

Néanmoins, l'homme du métier saura adapter le schéma électrique de la figure 2 pour utiliser un transistor de puissance à effet de champs à canal P ou un transistor de puissance bipolaire.  Nevertheless, those skilled in the art will be able to adapt the electrical diagram of FIG. 2 to use a P-channel field effect power transistor or a bipolar power transistor.

R:\Brevets\20800\20879.doc - 26/09/03 - 10:09 - 5/11 Le sens de rotation du moteur 10 sera déterminé selon quelle borne 11 ou 12 du moteur est reliée à l'alimentation U par la commutation dans un état fermé de l'interrupteur 3 ou 4 correspondant, l'autre borne 12 ou 11 du moteur étant reliée au drain du transistor 2 à effet de champs à canal N. La commutation des interrupteurs 2, 3 est assurée par un relais 1. Un tel relais comprend deux bobines associées chacune à un aimant lié à un des interrupteurs 3, 4. Des transistors de commutation 6, 7 permettent d'appliquer un courant à l'une ou l'autre bobine afin d'induire un champ magnétique apte à actionner un des interrupteurs 3, 4 par l'intermédiaire d'un des aimants.  The direction of rotation of the motor 10 will be determined according to which terminal 11 or 12 of the motor is connected to the power supply U by the power supply of the motor 10. switching in a closed state of the corresponding switch 3 or 4, the other terminal 12 or 11 of the motor being connected to the drain of the N-channel field effect transistor 2. Switching of the switches 2, 3 is ensured by a relay 1. Such a relay comprises two coils each associated with a magnet connected to one of the switches 3, 4. Switching transistors 6, 7 make it possible to apply a current to one or the other coil in order to induce a field magnetic capable of actuating one of the switches 3, 4 by means of one of the magnets.

Dans le dispositif selon l'invention, la commutation d'un interrupteur 3, 4 sur la borne d'alimentation U ne suffit pas à mettre en marche le moteur 10, contrairement aux relais mis en oeuvre dans l'art antérieur. En effet, lorsqu'une borne 11 du moteur est reliée à l'alimentation U par commutation d'un interrupteur 3, l'autre borne 12 du moteur ne permet pas forcément un passage du courant d'alimentation. Le transistor 2 doit donc être placé dans un état saturé pour permettre le passage du courant d'alimentation sur la branche de drain et relier l'autre borne 12 du moteur 10 à la masse dans l'exemple illustré.  In the device according to the invention, the switching of a switch 3, 4 on the power supply terminal U is not sufficient to start the motor 10, unlike the relays used in the prior art. Indeed, when a terminal 11 of the motor is connected to the supply U by switching a switch 3, the other terminal 12 of the motor does not necessarily allow a passage of the supply current. The transistor 2 must therefore be placed in a saturated state to allow the passage of the supply current on the drain branch and connect the other terminal 12 of the motor 10 to the ground in the example shown.

La commande de commutation du relais 1 et de l'état de fonctionnement du transistor 2 peut être assurée par un microcontrôleur 5. Le microcontrôleur 5 applique une tension de commande St destinée à actionner l'un des transistors de commutation associés au relais 1 afin de laisser passer un courant à travers l'une ou l'autre des bobines pour actionner la commutation de l'un ou l'autre des interrupteurs 3, 4. Le microcontrôleur applique aussi une commande S2 sur la grille du transistor de puissance 2. Si S2 est nulle, la grille du transistor 2 est mise à la masse et le transistor de puissance est dans un état bloqué. Le courant ne peut alors pas circuler à travers le moteur 10. Si S2 est non nulle, le transistor est placé dans un état saturé et un courant d'alimentation peut circuler à travers le moteur.  The switching command of the relay 1 and the operating state of the transistor 2 can be provided by a microcontroller 5. The microcontroller 5 applies a control voltage St intended to actuate one of the switching transistors associated with the relay 1 in order to let a current flow through one or the other of the coils to actuate the switching of one or the other of the switches 3, 4. The microcontroller also applies a command S2 on the gate of the power transistor 2. If S2 is zero, the gate of transistor 2 is grounded and the power transistor is in a blocked state. The current can not then flow through the motor 10. If S2 is non-zero, the transistor is placed in a saturated state and a supply current can flow through the motor.

Le chronogramme de la figure 3 illustre la commutation d'un moteur avec un dispositif selon l'invention.  The timing diagram of FIG. 3 illustrates the switching of a motor with a device according to the invention.

Le moteur est alimenté, c'est-à-dire fonctionne lorsque le transistor est dans un état saturé et que le relais commute un interrupteur dans un état fermé. Si une de ces conditions n'est pas remplie, le moteur ne fonctionne pas.  The motor is powered, i.e., operates when the transistor is in a saturated state and the relay switches a switch to a closed state. If any of these conditions are not met, the engine does not work.

Sur le chronogramme, l'état fermé et l'état ouvert d'un interrupteur 3, 4 sont représentés respectivement par un état haut et un état bas du relais; l'état saturé et l'état bloqué du transistor 2 sont représentés respectivement par un état haut et un R:\Brevets\20800\20879.doc 26/09/03 - 10:09 - 6/11 état bas; et l'état de fonctionnement et l'état d'arrêt du moteur sont représentés respectivement par un état haut et un état bas.  On the timing diagram, the closed state and the open state of a switch 3, 4 are respectively represented by a high state and a low state of the relay; the saturated state and the off state of the transistor 2 are represented by a high state and a low state, respectively; and the operating state and the stopping state of the motor are respectively represented by a high state and a low state.

Pour la mise en marche, bien que cela ne soit pas indispensable, il est préférable d'appliquer une commande S2, pour mettre le transistor 2 en état saturé, légèrement avant une commande S1 pour commuter un interrupteur 3, 4. Ainsi, le temps de transition de la mise en état saturé du transistor 2 ne perturbe pas la mise en marche du moteur 10.  For start-up, although this is not essential, it is preferable to apply a command S2, to put the transistor 2 in saturated state, slightly before a command S1 to switch a switch 3, 4. Thus, the time transition of the saturated state of transistor 2 does not disturb the start of the motor 10.

Pour arrêter le moteur, lorsque un interrupteur 3, 4 est dans un état dit fermé, c'est à dire relié à la borne d'alimentation U, le dispositif selon l'invention place d'abord le transistor de puissance 2 dans un état bloqué, par une commande S2 appropriée, avant de commuter l'interrupteur 3, 4 dans un état dit ouvert, par une commande Si appropriée.  To stop the motor, when a switch 3, 4 is in a state said closed, ie connected to the power supply terminal U, the device according to the invention first places the power transistor 2 in a state blocked, by an appropriate command S2, before switching the switch 3, 4 in a state called open, by an appropriate command Si.

Le transistor 2 placé dans un état bloqué court-circuite le moteur 10. Dans un état bloqué, le transistor se comporte comme une diode. Il est donc apte à évacuer la charge inductive du moteur générée par la surtension aux bornes du moteur lors du court-circuit.  The transistor 2 placed in a blocked state bypasses the motor 10. In a blocked state, the transistor behaves like a diode. It is therefore able to evacuate the inductive load of the motor generated by the overvoltage at the motor terminals during the short-circuit.

Après un temps t1, supérieur au temps de décharge du moteur dans le transistor de puissance 2, le relais 1 actionne la commutation de l'interrupteur 3, 4 dans un état ouvert. Le courant aux bornes de moteur est alors quasi nul au moment de cette commutation et aucun arc électrique n'apparaît. Le temps tl peut être de l'ordre de lms, par exemple compris entre 0.05ms et 2ms selon les moteurs.  After a time t1, greater than the discharge time of the motor in the power transistor 2, the relay 1 actuates the switching of the switch 3, 4 in an open state. The current at the motor terminals is then almost zero at the moment of this switching and no electric arc appears. The time t1 may be of the order of lms, for example between 0.05ms and 2ms depending on the engines.

Il est ainsi possible avec un seul transistor de puissance, au lieu de quatre, et un relais classique, de réaliser un dispositif de commutation de l'alimentation d'un appareil électrique fonctionnant en courant continu, quelle que soit la tension U d'alimentation, sans endommager le relais par un arc électrique important et tout en restant dans des coûts de fabrication raisonnables.  It is thus possible with a single power transistor, instead of four, and a conventional relay, to provide a device for switching the power supply of an electrical appliance operating in direct current, regardless of the supply voltage U , without damaging the relay by a large electric arc and while remaining within reasonable manufacturing costs.

Par ailleurs, la présence du transistor de puissance 2 en série avec le relais 1 permet au microcontrôleur 5 de réguler le fonctionnement de l'appareil 10, tel que par exemple la vitesse de rotation du moteur, en régulant le courant d'alimentation de l'appareil 10. La commande S2 appliquée à la grille du transistor 2 peut être une commande rectangulaire avec une modulation d'impulsion en durée telle qu'illustrée sur la figure 4.  Furthermore, the presence of the power transistor 2 in series with the relay 1 allows the microcontroller 5 to regulate the operation of the apparatus 10, such as for example the speed of rotation of the motor, by regulating the feed current of the Apparatus 10. The control S2 applied to the gate of transistor 2 may be a rectangular control with pulse modulation in duration as illustrated in FIG. 4.

Une telle forme de signal électrique est connue sous le terme de PWM pour Pulse Width Modulation en anglais. La période T du signal S2 est choisie telle que F=1/T soit supérieure ou égale à 20 kHz afin d'éviter un bruit trop important. Selon la valeur T1 de modulation de la durée de l'impulsion électrique, la tension de R:\Brevets\20800\20879.doc 26/09/03 - 10:09 - 7/11 commande résultante sera réduite par rapport à la tension nominale. Le rapport T1/T donne un pourcentage qui correspondra à un pourcentage de réduction du courant d'alimentation circulant sur la branche de drain du transistor. Ainsi, avec un courant d'alimentation réduit globalement, le moteur fonctionnera à régime réduit.  Such a form of electrical signal is known as PWM for Pulse Width Modulation in English. The period T of the signal S2 is chosen such that F = 1 / T is greater than or equal to 20 kHz in order to avoid excessive noise. Depending on the T1 value of modulation of the duration of the electrical pulse, the resulting control voltage will be reduced in relation to the voltage. nominal. The ratio T1 / T gives a percentage which will correspond to a percentage reduction of the supply current flowing on the drain branch of the transistor. Thus, with a reduced supply current overall, the motor will operate at reduced speed.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits à titre d'exemple; ainsi, le relais du dispositif de commutation selon l'invention peut ne comprendre qu'un seul interrupteur et le câblage du transistor de puissance peut être assuré différemment, par exemple en utilisant un transistor de puissance à canal P dont le drain est relié à la tension d'alimentation de l'appareil.  Of course, the present invention is not limited to the embodiments described by way of example; thus, the relay of the switching device according to the invention can comprise only one switch and the wiring of the power transistor can be provided differently, for example by using a P-channel power transistor whose drain is connected to the supply voltage of the device.

R:\Brevets\20800\20879.doc - 26/09/03 - 10:09 - 8/11  R: \ Patents \ 20800 \ 20879.doc - 26/09/03 - 10:09 - 8/11

Claims (13)

REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande électrique de commutation d'un appareil (10) fonctionnant en courant continu sous une tension prédéterminée (U), le dispositif comprenant: un relais (1) électromécanique adapté à actionner la commutation d'un interrupteur (3, 4) de l'appareil (10) ; un transistor de puissance (2) disposé en série avec le relais (1), le transistor étant placé dans un état de fonctionnement bloqué avant une commutation d'un interrupteur dans un état ouvert.  An electrical switching control device of an apparatus (10) operating in direct current at a predetermined voltage (U), the device comprising: an electromechanical relay (1) adapted to actuate the switching of a switch (3, 4 ) of the apparatus (10); a power transistor (2) arranged in series with the relay (1), the transistor being placed in a blocked operating state before a switching of a switch in an open state. 2. Dispositif de commande électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'appareil (10) est alimenté en courant continu lorsque le relais (1) actionne la commutation d'un interrupteur (3, 4) dans un état fermé et que le transistor (2) est placé dans un état de fonctionnement saturé.  Electrical control device according to claim 1, characterized in that the apparatus (10) is supplied with direct current when the relay (1) actuates the switching of a switch (3, 4) in a closed state and that the transistor (2) is placed in a saturated operating state. 3. Dispositif de commande électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en 15 ce qu'il comprend en outre un microcontrôleur (5) adapté à commander un état de fonctionnement du transistor de puissance (2) et une action du relais (1).  Electrical control device according to claim 1 or 2, characterized in that it further comprises a microcontroller (5) adapted to control an operating state of the power transistor (2) and an action of the relay (1). . 4. Dispositif de commande électrique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le transistor de puissance (2) est un transistor à effet de champ (P-MOSFET).  4. Electrical control device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the power transistor (2) is a field effect transistor (P-MOSFET). 5. Dispositif de commande électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le transistor de puissance (2) est un transistor à canal N.  Electrical control device according to claim 4, characterized in that the power transistor (2) is an N-channel transistor. 6. Dispositif de commande électrique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le transistor de puissance (2) est un transistor bipolaire.6. Electrical control device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the power transistor (2) is a bipolar transistor. 7. Dispositif de commande électrique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'appareil électrique (10) est un moteur d'actionnement d'ouvrant de véhicule.  7. Electrical control device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the electrical apparatus (10) is a vehicle opening actuation motor. 8. Dispositif de commande électrique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de régulation du courant d'alimentation de l'appareil (10), lesdits moyens étant adaptés à appliquer au transistor de puissance (2) une tension de commande rectangulaire avec une modulation d'impulsion en durée.  8. Electrical control device according to one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises means for regulating the supply current of the apparatus (10), said means being adapted to apply to the power transistor. (2) a rectangular control voltage with a pulse duration modulation. R:\Brevets\20800\20879.doc - 26/09/03 - 10:09 - 9/11  R: \ Patents \ 20800 \ 20879.doc - 26/09/03 - 10:09 - 9/11 9. Dispositif de commande électrique selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la tension d'alimentation (U) de l'appareil (10) est supérieure ou égale à 24 Volt.9. Electrical control device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the supply voltage (U) of the apparatus (10) is greater than or equal to 24 Volt. 10. Dispositif de commande électrique selon l'une des revendications 1 à 9, 5 caractérisé en ce que la tension d'alimentation de l'appareil (10) est égale à 42 Volt.  10. Electrical control device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the supply voltage of the apparatus (10) is equal to 42 Volt. 11. Procédé d'actionnement d'une commande électrique pour la commutation d'un appareil (10) fonctionnant en courant continu sous une tension prédéterminée (U), le procédé comprenant les étapes suivantes pour commuter l'arrêt de l'appareil (10) - mettre dans un état bloqué un transistor de puissance (2) disposé en série avec un relais (1) adapté à actionner la commutation d'un interrupteur (3, 4) de l'appareil (1 0) après un temps t1, actionner le relais (1) pour commuter un interrupteur (3, 4) dudit appareil dans un état ouvert.  11. A method of operating an electrical control for switching an apparatus (10) operating in direct current at a predetermined voltage (U), the method comprising the following steps for switching off the apparatus (10). ) - putting in a blocked state a power transistor (2) arranged in series with a relay (1) adapted to actuate the switching of a switch (3, 4) of the apparatus (1 0) after a time t1, actuate the relay (1) to switch a switch (3, 4) of said apparatus into an open state. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le transistor de puissance (2) est un transistor à effet de champs et en ce que le transistor (2) est mis dans un état bloqué par une commande de mise à la masse de la grille du transistor.  The method according to claim 11, characterized in that the power transistor (2) is a field effect transistor and in that the transistor (2) is turned off by a grounding control of the gate of the transistor. 13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que le temps tl est compris entre 0.05ms et 2ms.  13. The method of claim 11 or 12, characterized in that the time tl is between 0.05ms and 2ms. R:\13revets\20800\20879.doc - 26/09/03 - 10:09 - 10/11  R: \ 13revets \ 20800 \ 20879.doc - 26/09/03 - 10:09 - 10/11