FR2911731A1 - Dispositif de detection de defaillance d'alimentation electrique pour unite logique. - Google Patents
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Abstract
Dispositif d'alimentation électrique pour unité logique (1), comprenant un organe de commande (7) pouvant transmettre une tension de commande (6), un relais de puissance (3), transmettant une tension de puissance (2) lorsqu'il est commandé, un étage électronique (8) commandant le relais de puissance (3) lorsque l'étage électronique (8) reçoit une tension de commande (6, 22) de l'organe de commande (7) ou de l'unité logique (1), un régulateur de tension (12) transmettant une tension d'alimentation (20) à l'unité logique (1) lorsqu'il reçoit la tension de puissance (2) du relais de puissance (3) et une tension de commande (6, 23) et un moyen de réveil (17) capable de transmettre une tension de commande additionnelle (24) au régulateur de tension (12) lorsque le relais de puissance (3) transmet la tension de puissance (2).Application aux calculateurs de véhicule automobile et à la détection de défaillance de l'étage relais (3, 8).
Description
1
La présente invention concerne un dispositif d'alimentation électrique pour unité logique. En particulier, la présente invention améliore un dispositif d'alimentation auto maintenue pour calculateur de véhicule automobile en autorisant une détection d'une cléfaillance de l'étage relais.
La figure 1 illustre un dispositif selon l'état de l'art. Le dispositif est destiné à la gestion de l'alimentation électrique d'une unité logique 1, telle un microcontrôleur ou un microprocesseur. Cette unité logique 1 est alimentée par un régulateur de tension 12 au moyen d'une tension d'alimentation 20, tant que le régulateur de tension 12 reçoit simultanément une tension de puissance 2 issue d'un relais de puissance 3 (via son entrée de puissance 14), et une tension de commande 6 (via son entrée de commande 13) ou bien tant que le régulateur de tension 12 reçoit simultanément une tension de puissance 2 issue d'un relais de puissance 3 (via son entrée de puissance 14) et une tension de commande 23 (via son entrée de commande 13'). II est à souligner que le régulateur de tension 12 possède une entrée de puissance 14 et au moins deux entrées de commande 13, 13'. Les entrées de commande ("Enable Input" en Anglais) sont destinées à mettre en fonctionnement le régulateur de tension 12 et sont toutes équivalentes (le régulateur de tension 12 ayant en interne l'équivalent d'une porte logique "OU" connectée à l'ensemble des entrées de commande disponibles.
Le relais de puissance 3 comprenant un contacteur 5 et une bobine 4, transmet ladite tension de puissance 2 lorsqu'il est commandé, c'est à dire lorsque sa bobine 4 est excitée. L'excitation de la bobine 4 du relais de puissance 3 est commandée par un étage électronique 8. Cet étage électronique 8 réalise un "OU" logique entre ses deux entrées et commande le relais de puissance 3 lorsque l'une au moins de ses entrées reçoit une tension de commande 6 ou 22. Ceci peut être réalisé comme dans l'exemple illustré par deux diodes 10, 11 et un transistor 9. La présence d'une tension de commande sur l'une des deux entrées de l'étage électronique 8 sollicite la base du transistor 9 qui, devenant passant, relie une des bornes de la bobine 4 à la masse. L'autre borne de la bobine 4 étant reliée à une source de tension, soit la tension V+ dans l'exemple de la figure (représentant la tension batterie dans une application automobile), la bobine 4 est excitée et le relais est commandé. La première entrée de l'étage électronique 8 est connectée à une sortie 25 de l'unité logique 1. La seconde entrée est connectée à un organe de commande 7. La tension de commande reçue par l'étage électronique 8 provient ainsi soit de l'unité logique 1 soit de l'organe de commande 7. Le fonctionnement normal de ce dispositif à la mise en route est le suivant. 2 une manoeuvre de l'organe de commande 7 (qui peut être la clé de contact dans une application automobile) ferme un circuit et transmet une tension de commande 6, soit clans l'exemple de la figure la tension V+ (représentant la tension batterie dans une application automobile) simultanément au régulateur de tension 12, via son entrée 13, et à l'étage électronique 8, via une de ses entrées. L'étage électronique 8 ainsi sollicité commande le relais de puissance 3. Le relais de puissance 3 commandé transmet la tension de puissance 2, soit la tension V+ dans l'exemple de la figure, au régulateur de tension 12 (via son entrée 14) et en outre à d'autres équipements figurés ici par la charge 15. Le régulateur de tension 12 reçoit alors simultanément la tension de commande 6, issue de l'organe de commande 7 et la tension de puissance 2, issue du relais de puissance 3. Le régulateur de tension 12 alimente alors l'unité logique 1 en lui transmettant une tension d'alimentation 20, pouvant être issue de la tension de puissance 2 par exemple. Il est possible de distinguer les différentes tensions d'alimentation du dispositif. Ainsi les tensions respectivement appliquées à l'organe de commande 7, à la bobine 4 et au contacteur 5 peuvent être différentes. La figure illustre un cas particulier d'application automobile où toutes les tensions primaires sont identiques à v+. De même I.a tension d'alimentation 20 de l'unité logique 1 peut être transformée par le régulateur de tension 12 à partir de la tension de puissance 2 ou lui être identique. Sous réserve d'une adaptation de l'étage électronique 8, la tension de commande 22 issue de l'unité logique 1 et la tension de commande 6 issue de l'organe de commande 7 peuvent encore être différentes. L'unité logique 1 lorsqu'elle esi alimentée peut fonctionner. Dès que possible après son démarrage, elle transmet, sur une de ses sorties, la tension de commande 22 à destination de l'étage électronique 8, afin de commander le relais de puissance 3 et parallèlement, sur une de ses sorties, une tension de commande 23 à destination de l'entrée 13' du régulateur de tension 12. L'unité logique 1 assure alors, au travers du dispositif d'alimentation, un auto rnaintien de son alimentation. Ceci permet, toujours selon un fonctionnement normal, de procéder à la mise hors service selon le déroulement suivant. L'organe de commande 7 ouvre le circuit et cesse de transmettre la tension de commande 6 au régulateur de tension 12 ainsi qu'à l'étage électronique 8. L'étage électronique 8 reçoit cependant toujours la tension de commande 22 provenant de l'unité logique 1, ce qui assure la commande du relais de puissance 3 et Ila transmission au régulateur de tension 12 de la tension de puissance 2 sur son entrée 14. De plus le régulateur de tension 12 reçoit toujours la tension de commande 23 issue de l'unité logique 1. En conséquence, le régulateur de tension 12, recevant toujours conjointement la tension de puissance 2 et la 3 tension de commande 23, continue d'alimenter l'unité logique 1. Ladite unité logique 1 peut donc poursuivre son fonctionnement aussi longtemps que nécessaire, tant qu'elle décide de commander sa ou ses sortie(s) afin de maintenir la tension de commande 22 à destination de l'étage électronique 8 et sa sortie 23 à destination de l'entrée 13' du régulateur de tension 12. Informée par une de ses entrées (non représentée) de l'ouverture du circuit de l'organe de commande 7, elle peut ainsi réaliser des tâches de terminaison, avant de décider de se mettre hors service ou de "s'endormir" en stoppant la tension de commande 23 à destination de l'entrée 13' du régulateur de tension 12, ce qui à pour effet de ne plus alimenter l'unité logique 1, qui en conséquence ne délivre plus de commande 22 à destination de l'étage électronique 8. Ceci arrête la commande du relais de puissance 3 et - par conséquent - lai transmission de la tension de puissance 2 au régulateur de tension 12. Une alternative à ce mode de mise hors service consiste, pour l'unité logique 1, à stopper la tension de commande 22 à destination de l'étage électronique 8, mais la première alternative présentée lui est préférable en termes de sécurité de fonctionnement. Un tel dispositif d'alimentation est représentatif des dispositifs actuellement existants. Le recours à un régulateur de tension 12, ainsi que l'utilisation de tensions de commande 6 et 23 telles que décrites pour commander ledit régulateur de tension 12 est systématique afin d'éviter une connexion directe des équipements consommateurs 1, 15 à la tension batterie, source de décharge de ladite batterie. Cependant un tel dispositif d'alimentation peut être mis en défaut par une défaillance 16 de l'étage relais 3, 8. Une défaillance 16 est par exemple provoquée par un court-circuit 16 à la masse dans une portion de circuit comprise entre l'étage électronique 8 et la bobine 4 du relais de puissance 3. Un tel court-circuit 16 (un blocage en position passante du transistor 9 de l'étage électronique 8, ou toute défaillance équivalente) peut trouver son origine tant à l'intérieur du calculateur 21, qu'à l'extérieur, et a pour conséquence que le relais de puissance 3 reste commandé et que la tension de puissance 2 continue de manière intempestive à être transmise notamment aux équipements additionnels 15. Ceci conduit à une consommation dommageable contribuant à décharger la batterie. Une telle défaillance 16 ne peut être détectée par l'unité logique 1, puisque lorsque l'unité logique 1 fonctionne et est capable de réaliser des mesures en vue d'un diagnostic, le relais de puissance 3 est normalement commandé. Lorsqu'elle est hors service, l'unité logique 1 ne peut û par définition û pas détecter la défaillance 16 non plus. L'invention remédie à ce problème de diagnostic d'une telle défaillance en améliorant le dispositif d'alimentation électrique pour unité logique de l'art antérieur 4 comprenant un organe de commande pouvant transmettre une tension de commande, un relais de puissance, transmettant une tension de puissance lorsqu'il est commandé, un étage électronique commandant le relais de puissance lorsque l'étage électronique reçoit une tension de commande de l'organe de commande ou de l'unité logique, un régulateur de tension transmettant la tension de puissance à l'unité logique lorsqu'il reçoit la tension de puissance du relais de puissance et une tension de commande, en lui adjoignant un moyen de réveil capable de transmettre une tension de commande additionnelle au régulateur de tension lorsque le relais de puissance transmet la tension de puissance. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le moyen de réveil est tel qu'il transmet la tension de commande au régulateur de tension lorsque le moyen de réveil reçoit la tension de commande de l'organe de commande ou lorsque le moyen de réveil reçoit la tension de puissance du relais de puissance. Selon un second mode de réalisation de l'invention, le régulateur de tension comporte une première entrée pour la tension de commande issue de l'organe de commande, une seconde entrée pour la tension de commande issue de l'unité logique, et une troisième entrée de commande, équivalente aux précédentes entrées de commande, et où le moyen de réveil est tel qu'il transmet la tension de commande à la troisième entrée du régulateur de tension lorsque le moyen de réveil reçoit la tension de puissance du relais de puissance Selon une autre caractéristique de l'invention, le moyen de réveil comprend une connexion directe entre la tension de puissance issue du relais de puissance et la troisième entrée. L'invention concerne encore un procédé pour un dispositif d'alimentation selon l'invention, de détection d'une défaillance telle que le relais de puissance transmette la tension de puissance indépendamment de la réception de la tension de commande, comprenant les étapes suivantes : au démarrage ou suite à une impossibilité de réaliser un endormissement de l'unité logique, mesure par l'unité logique de l'état de la tension de commande issue de l'organe de commande, identification d'une défaillance en cas d'absence de tension de commande.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels : - la figure 1, déjà décrite illustre un dispositif selon l'art antérieur, - la figure 2, illustre comparativement un dispositif amélioré selon l'invention, 35 - la figure 3, illustre un premier mode de réalisation d'un dispositif amélioré selon l'invention, - la figure 4, illustre un second mode de réalisation d'un dispositif amélioré selon l'invention. La figure 2 illustre un dispositif d'alimentation amélioré selon l'invention. Au dispositif de l'art antérieur décrit précédemment en référence à la figure 1 est adjoint un moyen de réveil 17 qui s'intercale fonctionnellement entre le relais de puissance 3 et le régulateur de tension 12. Le rôle de ce moyen de réveil 17 est de provoquer un réveil ou d'empêcher un endormissement de l'unité logique 1 lorsqu'une défaillance 16 est présente. Pour cela le moyen de réveil 17 transmet une tension de commande 24 au régulateur de tension 12 (via son entrée 13") lorsque la tension de puissance 2 est présente en sortie du relais de puissance 3. Ainsi le régulateur de tension 12 reçoit conjointement la tension de commande 24, issu du moyen de réveil 17 et la tension de puissance 2 (via son entrée 14) issue du relais de puissance qui reste commandé du fait même de la défaillance 16. Il en résulte que le régulateur de tension 12, ayant des tensions sur son entrée de commande 13" et son entrée de puissance 14 (même en l'absence de tensions de commande sur ses entrées 13 et 13'), alimente l'unité logique 1.
Si la défaillance 16 se produit lorsque unité logique 1 est endormie/éteinte, cela conduit à une alimentation 20 qui produit un réveil de l'unité logique 1. L'unité logique 1 peut alors constater son réveil tandis qu'une observation de l'état de l'organe de commande 7 indique qu'il n'est pas manoeuvré. Si la défaillance 16 se produit alors que l'unité logique 1 est alimentée, rien ne se passe et rien r-re peut être détecté. Cependant, lorsque l'unité logique 1 va tenter de s'endormir, elle ne va pas y parvenir, puisque malgré son arrêt de l'auto maintien, son alimentation 20 reste maintenue par le régulateur de tension 12. Dans ce cas encore, l'observation par l'unité logique 1 de l'état de l'organe de commande 7 fait apparaître qu'il n'est pas manoeuvré. Une absence de la tension de commande 6 issue de l'organe de commande 7 suite à un réveil ou suite à une tentative échouée d'endormissement de l'unité logique 1, est indicative d'une défaillance 16. L'unité logique 1 peut, après ce diagnostic, signaler la défaillance 16 afin de déclencher une intervention corrective. Plusieurs modes de réalisation d'un tel moyen de réveil 17 sont possibles en fonction des types d'interface du régulateur de tension 12. Selon un premier mode de réalisation illustré à la figure 3, le régulateur de tension 12 ne dispose que de deux entrées de commande 13 et 13'pour les tensions de commande 6 et 23. Dans ce cas l'entrée 13 doit recevoir la tension de commande 6 lorsque l'organe de commande 7 la transmet ou lorsque le relais de puissance 3 transmet la tension de puissance 2. Le moyen de réveil 17 interface alors la tension de commande 6 issue de l'organe de commande 7 et la tension de puissance 2 issue du relais de puissance 3. Le moyen de réveil 17 transmet la tension de commande 6 à l'entrée unique 13 du régulateur de tension 12 lorsque l'une au moins de ces deux tensions 6, 2 est présente.
6 Pour cela, le moyen de réveil 17 comprend un "OU" logique entre la tension de commande 6 issue de l'organe de commande 7 et la tension de puissance 2 issue du relais de puissance 3 pour transmettre la tension de commande 6 ou la tension 2 au régulateur de tension 12 sur son entrée de commande 13. Dans ce mode de réalisation, la tension de puissance 2 appliquée sur l'entrée de puissance 14 devient potentiellement également, par le biais du moyen de réveil 17, une tension de commande appliquée sur l'entrée de commande 13. Une alternative au précédent mode de réalisation (non représentée) consisterait à réaliser un "OU" logique dans le moyen de réveil 17 entre la tension de commande 23 issue de l'unité logique 1 et la tension de puissance 2 issue du relais de puissance 3 pour transmettre la tension de commande 23 ou la tension 2 au régulateur de tension 12 sur son entrée de commande 13'. Selon un second mode de réalisation de l'invention, illustré à la figure 4, le régulateur de tension 12 comprend plusieurs entrées 13, 13' et 13" pouvant accepter les tensions de commande 2, 6 et 23. Ces différentes entrées sont dites équivalentes en ce que le régulateur de tension 12 est commandé de manière identique par ces entrées 13, 13' et 13". Il alimente l'unité logique 1 lorsqu'il reçoit la tension de puissance 2 sur son entrée de puissance 14 et les tensions de commande 2, 6, 23 sur au moins une de ses entrées de commande 13, 13', 13". Le régulateur de tension 12 réalise alors, en interne l'équivalent d'un "OU" logique entre les différentes entrées de commande 13, 13', 13". Dans ce cas le moyen de réveil 17 peut être simplifié. Une première entrée 13 est utilisée pour recevoir, directement et le cas échéant sans passer par le moyen de réveil 17 (comme à la figure 2), la tension de commande 6 issue de l'organe de commande 7, une seconde entrée 13" reçoit la tension de commande que le moyen de réveil 17 transmet lorsqu'il reçoit la tension de puissance 2 du relais de puissance 3 et l'entrée de commande 13' reçoit la tension de commande 23 issue de l'unité logique 1. Les tensions 2, 6 pouvant être différentes, le moyen de réveil 17 comprend le cas échéant des moyens de transformation de la tension de puissance 2 en tension de 30 commande 6. Quel que soit le mode de réalisation, le dispositif selon l'invention permet de réaliser un diagnostic de détection d'une défaillance 16 par surveillance de l'état de la tension de commande 6 issue de l'organe de commande 7, au démarrage ou suite à une impossibilité de réaliser un endormissement de l'unité logique 1.
Claims (1)
1. Dispositif d'alimentation électrique pour unité logique (1), comprenant : • un organe de commande (7) pouvant transmettre une tension de commande (6), • un relais de puissance (3), transmettant une tension de puissance (2) 5 lorsqu'il est commandé, • un étage électronique (8) commandant le relais de puissance (3) lorsque l'étage électronique (8) reçoit une tension de commande (6, 22) de l'organe de commande (7) ou de l'unité logique (1), • un régulateur de tension (12) transmettant une tension d'alimentation (20) 10 à l'unité logique (1) lorsqu'il reçoit la tension de puissance (2) du relais de puissance (3) et une tension de commande (6, 23), caractérisé en ce qu'il comprend encore un moyen de réveil (17) capable de transmettre une tension de commande additionnelle (24) au régulateur de tension (12) lorsque le relais de puissance (3) transmet la tension de puissance (2). 15 21 Dispositif d'alimentation selon la revendication 1, où le moyen de réveil (17) est tel qu'il transmet la tension de commande au régulateur de tension (12) lorsque le moyen de réveil (17) reçoit la tension de commande (6) de l'organe de commande (7) ou lorsque le moyen de réveil (17) reçoit la tension de puissance (2) du relais de puissance (3). 20 31 Dispositif d'alimentation selon la revendication 2, où le moyen de réveil (17) comprend un "OU" logique entre la tension de commande (6) issue de l'organe de commande (7) et la tension de puissance (2) issue du relais de puissance (3) pour transmettre la tension de commande au régulateur de tension (12). 41 Dispositif d'alimentation selon la revendication 1, où le régulateur de 25 tension (12) comporte une première entrée (13) pour la tension de commande (6) issue de l'organe de commande (7), une seconde entrée (13') pour la tension de commande (23) issue de l'unité logique (1), et une troisième entrée de commande (13"), équivalente aux précédentes entrées de commande (13, 13'), et où le moyen de réveil (17) est tel qu'il transmet la tension de commande à la troisième entrée (13") du 30 régulateur de tension (12) lorsque le moyen de réveil (17) reçoit la tension de puissance (2) du relais de puissance (3). 51 Procédé pour un dispositif d'alimentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, de détection d'une défaillance (16) telle que le relais de puissance (3) transmette la tension de puissance (2) indépendamment de la réception de 35 la tension de commande (6), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : • au démarrage ou suite à une impossibilité de réaliser un endormissement 8 de l'unité logique (1), mesure par l'unité logique (1) de l'état de la tension de commande (6) issue de l'organe de commande (7), • identification d'une défaillance (16) en cas d'absence de tension de commande (6).5
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