FR2915035A1 - Procede de commande d'un transistor par impulsions - Google Patents
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Abstract
Procédé de commande d'un transistor (4) reliant un organe d'alimentation électrique (5) à un organe de refroidissement (2, 3) d'un moteur thermique (1) comprenant l'étape de piloter le transistor au moyen d'impulsions périodiques ayant une largeur effective déterminée en fonction d'une consigne égale à un pourcentage d'une valeur nominale d'un paramètre de fonctionnement de l'organe de refroidissement. Le procédé est remarquable en ce que, lorsque la consigne est supérieure à un seuil prédéterminé inférieur à 100 %, la largeur des impulsions est réglée pour correspondre à 100 % de la valeur nominale.
Description
La présente invention concerne un procédé de commande d'un organe de
refroidissement d'un moteur thermique tel que ceux utilisés pour mouvoir des véhicules automobiles.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION De façon connue en soi, le système de refroidissement d'un tel moteur thermique comprend un organe de refroidissement, généralement un ventilateur, dont le moteur est relié par l'intermédiaire d'un transistor (à ef- fet de champ ou "MOSFET") à un organe d'alimentation électrique, par exemple la batterie ou l'alternateur du véhicule. Pour commander le transistor, on utilise sou-vent un circuit de commande de type PWM ("Pulse Width Modulation", modulation de largeur d'impulsion). Le tran- sistor est alors piloté au moyen d'impulsions périodiques ayant une largeur temporelle déterminée en fonction d'une consigne correspondant à un pourcentage d'une valeur nominale d'un paramètre de fonctionnement de l'organe de refroidissement, généralement la tension d'alimentation.
Lorsque la température du moteur thermique est élevée, et que l'organe de refroidissement commence à être sollicité de façon importante, par exemple lorsque la consigne est égale à 80 % environ, les pertes deviennent importantes dans la capacité et le transistor subit des pertes par commutation très importantes. La capacité doit fournir au transistor le courant alternatif généré par les commutations, engendrant un échauffement de la capacité. Les pertes en commutations associées aux pertes en conduction risquent quant à elles d'entraîner une défaillance ther- mique du transistor. Il est donc nécessaire, compte tenu des températures élevées, de recourir à des composants de haute performance d'un coût relativement élevé.
OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de proposer un moyen pour obvier, au moins en partie, aux inconvénients précités.
RESUME DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un procédé de commande d'un transistor reliant un dispositif d'alimentation électrique à un organe de refroidissement d'un moteur thermique, comprenant l'étape de piloter le transistor au moyen d'impulsions périodiques ayant une largeur temporelle effective déterminée en fonction d'une consigne égale à un pourcentage d'une valeur nominale d'un paramètre de fonctionnement de l'organe de refroidissement. Selon l'invention, lorsque la consigne est su- périeure à un seuil prédéterminé inférieur à 100 la largeur des impulsions est modifiée pour correspondre à 100 % de la valeur nominale. Ainsi, lorsque la consigne dépasse le seuil, la largeur des impulsions devient égale à la période des im- pulsions de sorte que le transistor est en conduction permanente. Le transistor ne subit plus de commutations, de sorte que l'on évite les pertes liées aux commutations, de même que l'on évite de faire commuter le transistor à haute fréquence sous température élevée. En l'absence de commutations du transistor, la capacité n'est plus sollicitée. On réalise donc par modification de la largeur des impulsions une optimisation permettant d'éviter le recours à des composants très coûteux. En outre, avec l'invention, il n'est pas nécessaire de mettre en oeuvre un mode de fonctionnement dégradé pour réduire l'échauffement des composants en réduisant la disponibilité de l'organe de refroidissement : l'organe de refroidissement est simplement accéléré. Le retour dans les plages de fonctionnement requises est alors plus rapide- ment obtenu et la disponibilité de l'organe de refroidissement est augmentée. De préférence, le seuil prédéterminé est égal à 60 % environ, ou à 80 % environ.
Par ces seuils, on obtient un bon compromis entre la consommation du ventilateur, la limitation des pertes au niveau du transistor et la préservation de celui-ci. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. Il sera fait référence à la figure unique annexée représentant schématiquement un dispositif d'alimentation pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure, l'invention est ici décrite en relation avec le refroidissement d'un moteur thermique 1 au moyen d'un ventilateur 2 dont le moteur 3 est relié à une source d'alimentation par l'intermédiaire d'un transistor 4 de type à effet de champ ou MOSFET ("Metal-Oxyd Semiconductor Field Effect Transistor"). Une capacité 6, ici de type électrochimique, est connectée à une batterie 5 en parallèle du transistor 4 et du moteur 3. La grille du transistor est reliée à un circuit de commande 7 de type PWM ("Pulse Width Modulation") destiné à engendrer des impulsions périodiques de commande mettant en conduction le transistor en fonction d'une consigne fournie par l'unité de commande du moteur (ou ECU de l'anglais "Engine Control Unit", non représentée ici). De façon connue en soi, la consigne représente le rapport entre la durée d'une impulsion et la période temporelle à laquelle les impulsions sont envoyées. Ainsi, une consigne de 70 % signifie que les impulsions ont une durée égale à 70 % de la période d'envoi des impulsions. Ce qui signifie que pendant 70 % de la période, le transistor 4 est passant. Si U est la tension de la batterie 5, et V la tension aux bornes du moteur 3, la tension V est égale, en moyenne temporelle, à 70 % de la tension U. La consigne représente donc également un pourcentage de la tension de la batterie 5. On observera que le transistor 4 subit donc une commutation à chaque période, sauf si la consigne est égale à 0% (transistor non conducteur), ou si la consigne est égale à 100 % (transistor conducteur. La consigne est déterminée par l'unité de commande moteur en fonction de la température du moteur thermique. Selon l'invention, le circuit de pilotage 7 est agencé de telle manière que : - lorsque la consigne est inférieure ou égale à un seuil prédéterminé, le circuit de pilotage règle la largeur des impulsions de sorte que la tension qui alimente le moteur 3 du ventilateur 2 soit égale à un pour- centage de la tension de l'organe d'alimentation électrique (ici la batterie 5) correspondant à ladite consigne; et - lorsque la consigne est supérieure au seuil prédéterminé, le circuit de pilotage 7 règle la largeur des impulsions pour correspondre à la valeur nominale du paramètre de fonctionnement, c'est-à-dire pour mettre le transistor 4 en conduction permanente, de sorte que la tension qui alimente le moteur 3 du ventilateur 2 soit égale à la tension de l'organe d'alimentation électrique.
On évite ainsi des commutations du transistor, ce qui permet de préserver celui-ci, ainsi que la capacité. Le seuil prédéterminé est ici égal à 80 % de la valeur nominale du paramètre de fonctionnement. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des va- riantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier, le seuil prédéterminé peut être différent de 80 % et être par exemple égale à une valeur voisine de 80 % ou à une autre valeur et par exemple 60 % environ. En outre, il est entendu que la figure est schématique et que le système de refroidissement a été exposé de manière simplifiée pour faciliter la compréhension de l'invention. Chaque enroulement du moteur est par exemple relié à la source d'alimentation par l'intermédiaire d'un transistor piloté par le circuit de commande. En variante, on peut prévoir que la mise en conduction permanente du transistor 4 n'est effectuée que lorsque : - la consigne est supérieure au seuil prédétermi-né, et - la température à l'intérieur de l'organe de refroidissement est supérieure à un seuil prédéterminé. Ce seuil prédéterminé correspond à la température critique à partir de laquelle les composants de l'organe de refroidissement (le transistor, la capacité...) risquent d'être détériorés. Le procédé de l'invention n'est alors mis en oeu- vre que lorsque les composants de l'organe de refroidissement risquent d'être détériorés du fait de la tempéra- ture.
Claims (4)
1. Procédé de commande d'un transistor (4) reliant un organe d'alimentation électrique (5) à un organe de refroidissement (2, 3) d'un moteur thermique (1) comprenant l'étape de piloter le transistor au moyen d'impulsions périodiques ayant une largeur effective déterminée en fonction d'une consigne égale à un pourcentage d'une valeur nominale d'un paramètre de fonctionnement de l'organe de refroidissement, caractérisé en ce que lors-que la consigne est supérieure à un seuil prédéterminé inférieur à 100 %, la largeur des impulsions est réglée pour correspondre à 100 % de la valeur nominale.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le seuil prédéterminé est égal à 60 % environ.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le seuil prédéterminé est égal à 80 % environ.
4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la température dans l'organe de refroidissement est dé- tectée et la largeur des impulsions est réglée pour correspondre à 100 % de la valeur nominale lorsque la température détectée est supérieure à un seuil prédéterminé.
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2007
- 2007-04-16 FR FR0702724A patent/FR2915035B1/fr active Active
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