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Title:
METHOD FOR HEAT MANAGEMENT, IN PARTICULAR FOR A MOTOR VEHICLE, AND ASSOCIATED HEAT MANAGEMENT STRATEGY AND CONTROL UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/064309
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a heat management method for an electric heating device comprising at least one subassembly of resistive elements configured to be electrically supplied and a support for a circuit supplying power to the resistive elements, wherein the power supply of the resistive elements is controlled according to a power setpoint (P_(sub)system_target_0) or temperature (T_(sub)system_target_0) or electrical current amplitude (i_(sub)system_target_0) or resistance (R_(sub)system_target_0), or even a duty ratio of the control signal (PWM_(sub)system_target_0). According to the invention, the method comprises the following steps: recording the temperature (T_PCB) of the support of the circuit supplying power to the resistive elements, comparing the recorded temperature (T_PCB) with at least one predefined temperature threshold (T1), and if the recorded temperature (T_PCB) is greater than or equal to the at least one predefined temperature threshold (T1), generating a command to reduce the setpoint by a predetermined step. The invention also concerns a corresponding heat management strategy and control unit.

Inventors:
PUZENAT BERTRAND (FR)
GOGMOS ERWAN (FR)
Application Number:
PCT/FR2020/051659
Publication Date:
April 08, 2021
Filing Date:
September 23, 2020
Export Citation:
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Assignee:
VALEO SYSTEMES THERMIQUES (FR)
International Classes:
G05D23/19; H05B1/02
Foreign References:
FR3026262A12016-03-25
US20120014680A12012-01-19
EP0827565A11998-03-11
GB2320966A1998-07-08
Attorney, Agent or Firm:
TRAN, Chi-Hai (FR)
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Claims:
Revendications

[Revendication 1] Procédé de gestion thermique pour un dispositif de chauffage électrique comportant au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs configurés pour être alimentés électriquement et un support d’un circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs, dans lequel V alimentation électrique des éléments résistifs est pilotée en fonction d’une consigne de puissance (P_(sub)system_target_0) ou de température (T_(sub)system_target_0) ou d’intensité de courant électrique (i_(sub)system_target_0) ou de résistance (R_(sub)system_target_0), ou encore de rapport cyclique du signal de pilotage (PWM_(sub)system_target_0), caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes : a. relever la température (T_PCB) du support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs, b. comparer la température (T_PCB) relevée à au moins un seuil de température prédéfini (Tl), et c. si la température (T_PCB) relevée est supérieure ou égale audit au moins un seuil de température prédéfini (Tl), générer une commande de diminution de ladite consigne d’un pas prédéterminé.

[Revendication 2] Procédé selon la revendication précédente, pour lequel un nombre prédéterminé de seuils de température (Tn) est défini, les seuils de température étant de rang n variant de un à un nombre maximal m prédéfini, ledit procédé comportant les étapes suivantes : a. la température (T_PCB) dudit support relevée est comparée aux seuils de température de rang n (Tn), et b. si la température (T_PCB) relevée est supérieure ou égale au seuil de température (Tn) de rang n donné et inférieure au seuil de température de rang supérieur n+1 (Tn+1), pour n variant de un à m-1, plus le rang n du seuil de température est élevé plus la diminution de ladite consigne est accentuée.

[Revendication 3] Procédé selon la revendication précédente, pour lequel après dépassement d’un seuil de température de rang n (Tn) et à la suite d’une commande de diminution associée, ledit procédé comprend les étapes suivantes : a. relever et comparer de nouveau la température (T_PCB) dudit support au seuil de température de rang n (Tn) et à un seuil de température de rang supérieur n+1 (Tn+1), b. si et tant que la température (T_PCB) relevée est supérieure ou égale au seuil de température de rang n (Tn) et inférieure au seuil de température de rang supérieur n+1 (Tn+1), maintenir ladite consigne diminuée selon la commande de diminution précédente, c. si la température relevée (T_PCB) est inférieure au seuil de température de rang n (Tn), revenir à la commande de diminution précédente de ladite consigne, d. si la température relevée est supérieure ou égale au seuil de température de rang supérieur n+1 (Tn+1), générer une commande de diminution plus importante de ladite consigne de façon à accentuer la diminution.

[Revendication 4] Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un seuil maximal de température (Tm) supérieur audit au moins un seuil de température (Tl) est défini, ledit procédé comporte une étape (E3) pour comparer la température (T_PCB) relevée au seuil maximal de température (Tm), et si le seuil maximal de température (Tm) est atteint, ledit procédé comporte une étape (E5) pour générer une commande d’arrêt de l’alimentation électrique dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs.

[Revendication 5] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel après arrêt de V alimentation électrique dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs, ledit procédé peut comprendre au moins une étape de vérification d’une condition autorisant la reprise de l’alimentation électrique.

[Revendication 6] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel une première étape de vérification comprend les sous-étapes suivantes : a. après arrêt de l’alimentation électrique, relever la température (T_PCB) dudit support au seuil maximal (Tm) de température, et b. vérifier si la température relevée (T_PCB) dudit support est inférieure au seuil maximal (Tm) de température.

[Revendication 7] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel une étape de vérification supplémentaire comprend les sous-étapes suivantes : a. relever et comparer la température (T_PCB) du support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs à un seuil de température de reprise prédéfini (TO), et b. si la température relevée est inférieure au seuil de température de reprise prédéfini (TO), générer une commande de reprise de l’alimentation électrique dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs.

[Revendication 8] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le seuil de reprise prédéfini (TO) est inférieur ou égal audit au moins un seuil (Tl) et/ou inférieur au seuil maximal (Tm).

[Revendication 9] Stratégie de gestion thermique d’un dispositif de chauffage électrique comportant au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs configurés pour être alimentés électriquement et un support d’un circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs, dans lequel V alimentation électrique des éléments résistifs est pilotée à l’aide d’un signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions en fonction d’une consigne de puissance (P_(sub)system_target) ou de température (T_(sub)system_target) ou d’intensité de courant électrique (i_(sub)system_target) ou de résistance (R_(sub)system_target), ou encore de rapport cyclique du signal de pilotage (PWM_(sub)system_target), caractérisé en ce que la stratégie de gestion thermique comporte une ou plusieurs des phases de contrôle suivantes : a. une première phase pour vérifier si au moins un paramètre de fonctionnement du dispositif de chauffage électrique remplit une condition pour limiter la consigne (P_(sub)system_target_0) demandée par un utilisateur dudit dispositif à une consigne maximale admissible (P_max_allowed) déterminée en fonction dudit au moins un paramètre de fonctionnement, b. une deuxième phase pour surveiller la température (T_PCB) du support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs et réguler la consigne demandée (P_(sub)system_target_0) ou la consigne maximale admissible (P_max_allowed) en fonction de la température (T_PCB) dudit support, conformément à l’une quelconque des revendications 1 à 8, c. une troisième phase selon laquelle i. la consigne de puissance électrique ou de température ou d’intensité de courant électrique ou de résistance, est limitée graduellement selon un pas prédéfini, si et tant que le rapport cyclique du signal de pilotage (PWM_(sub)system) dépasse une valeur seuil de détection (PWM_(sub)system_lim_i) correspondante, ou qu’au moins un paramètre (R_(sub)system ; i_(sub)system_max ; P_(sub)system ; T_(sub) System) pour la surveillance d’une surchauffe atteint une valeur seuil de détection (i_(sub)system_max_lim_i ; R_(sub)system_lim_i ; P_(sub)system_lim_i ; T_(sub)system_lim_i) correspondante, ladite consigne étant augmentée sinon, ou ii. la consigne de rapport cyclique du signal de pilotage

(PWM_(sub)system_target) est limitée graduellement selon un pas prédéfini, si et tant qu’au moins un paramètre (P_(sub)system ; R_(sub)system ; i_(sub)system_max) pour la surveillance d’une surchauffe dépasse une valeur seuil de détection (P_(sub)system_lim_i ; i_(sub)system_max_lim_i ; R_(sub)system_lim_i) correspondante, ladite consigne étant augmentée sinon, d. une quatrième phase pour surveiller la résistance électrique dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs, et générer une commande d’arrêt de l’alimentation électrique des éléments résistifs pendant une durée prédéterminée, si la résistance électrique atteint ou dépasse une valeur seuil prédéfinie, e. une cinquième phase pour surveiller la température (T_PCB) du support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs et générer une commande d’arrêt de l’alimentation électrique des éléments résistifs pendant une durée prédéterminée si la température (T_PCB) dudit support atteint un seuil de température maximal (T_max).

[Revendication 10] Stratégie selon la revendication précédente, dans lequel les conditions d’application des phases de contrôle sont vérifiées de façon successive de la première à la cinquième phase suivant cet ordre.

[Revendication 11] Unité de commande pour un dispositif de chauffage électrique comportant au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs configurés pour être alimentés électriquement et un support d’un circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs, l’unité de commande étant configurée pour générer un signal de pilotage en fonction d’une consigne de puissance (P_(sub)system_target_0), ou de température (T_(sub)system_target_0) ou d’intensité de courant électrique (i_(sub)system_target_0) ou de résistance (R_(sub)system_target_0), ou encore de rapport cyclique du signal de pilotage (PWM_(sub)system_target_0), caractérisée en ce que l’unité de commande comporte au moins un moyen de traitement pour : a. relever la température (T_PCB) du support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs, b. comparer la température (T_PCB) relevée à au moins un seuil de température prédéfini (Tl), et c. si la température (T_PCB) relevée est supérieure ou égale audit au moins un seuil de température prédéfini (Tl), générer une commande de diminution de ladite consigne d’un pas prédéterminé.

[Revendication 12] Unité de commande selon la revendication précédente, dans lequel les éléments résistifs sont du type à coefficient de température positif. [Revendication 13] Unité de commande selon l’une des revendications 11 ou 12, comprenant un ou plusieurs moyens de traitement pour la mise en œuvre au moins en partie d’au moins une phase de contrôle de la stratégie de gestion thermique selon la revendication 9 ou 10.

Description:
PROCÉDÉ DE GESTION THERMIQUE, NOTAMMENT POUR VÉHICULE AUTOMOBILE, ET STRATÉGIE DE GESTION THERMIQUE ET UNITÉ DE

COMMANDE ASSOCIÉES

[0001] L’invention concerne un procédé de gestion thermique pour un dispositif de chauffage électrique pour chauffer un fluide. Il s’agit notamment d’un dispositif de chauffage électrique destiné à équiper un véhicule automobile. De façon non limitative, le dispositif de chauffage électrique peut être configuré pour chauffer par exemple un flux d’air destiné à traverser le dispositif de chauffage. L’invention peut s’appliquer aussi bien pour un dispositif de chauffage électrique haute tension que pour un dispositif de chauffage électrique basse tension. L’invention concerne également une stratégie de gestion thermique en fonctionnement du dispositif de chauffage électrique. L’invention concerne encore une unité de commande pour la mise en œuvre au moins en partie du procédé de gestion thermique et/ou de la stratégie de gestion thermique.

[0002] L’invention s’applique notamment à une installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile comprenant un tel dispositif de chauffage.

[0003] Un véhicule automobile est couramment équipé d’une telle installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation qui est destinée à réguler les paramètres aérothermiques d’un flux d’air destiné à être distribué dans l’habitacle, en particulier la température du flux d’air. Pour ce faire, l’installation comprend dans sa généralité un ou plusieurs dispositifs de traitement thermique, dont notamment un dispositif de chauffage électrique, autrement appelé radiateur électrique, pour le chauffage d’un fluide tel qu’un flux d’air.

[0004] Le dispositif de chauffage électrique comporte des modules chauffants électriques. À titre d’exemple, les modules chauffants électriques peuvent être disposés de manière à être exposés directement à un flux d’air traversant le dispositif de chauffage électrique.

[0005] Selon une solution connue, les modules chauffants comportent des éléments résistifs par exemple à coefficient de température positif (CTP), tels que des céramiques aussi dénommées pierres CTP.

[0006] Il s’agit d’éléments dont la valeur résistive varie très fortement en fonction de la température. Plus précisément, la valeur ohmique des éléments résistifs CTP croît très rapidement au-delà d’un seuil de température prédéterminé. [0007] Les éléments résistifs peuvent être alimentés par une source de tension électrique embarquée, à savoir des batteries. Un connecteur électrique relié à la source de tension embarquée sur le véhicule peut être prévu pour amener la puissance électrique nécessaire à l’alimentation du dispositif de chauffage électrique, notamment des éléments résistifs. En outre, les éléments résistifs sont commandés par une unité électronique de commande qui comporte généralement un circuit d’alimentation électrique. Le circuit d’alimentation électrique est monté par exemple sur une carte à circuit imprimé.

[0008] En particulier dans le cas d’un dispositif de chauffage électrique haute tension, il peut s’agir d’un dispositif de chauffage principal du véhicule, qui peut donc être très puissant.

[0009] En cas de surchauffe, le dispositif peut atteindre en au moins un point une température limite pour le bon fonctionnement du système. Les éléments résistifs à effet CTP servent de protection contre une forte surchauffe pouvant générer par exemple un incendie, permettant ainsi de garantir la sécurité des passagers.

[0010] Toutefois, certains composants proches du dispositif de chauffage électrique, comme par exemple des parties plastiques de l’installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation, peuvent être plus sensibles notamment dans certaines conditions, par exemple dans le cas d’une température élevée alors que les volets de l’installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation sont fermés, volontairement ou en raison d’une défaillance mécanique non détectée.

[0011] Il est donc intéressant de contrôler la température du dispositif de chauffage électrique, afin d’éviter de dégrader les composants alentours.

[0012] L’invention a pour objectif de proposer une solution de gestion thermique permettant d’éviter au moins partiellement les inconvénients précités de l’art antérieur.

[0013] À cet effet, l’invention a pour objet un procédé de gestion thermique pour un dispositif de chauffage électrique comportant au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs configurés pour être alimentés électriquement et un support d’un circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs, dans lequel l’alimentation électrique des éléments résistifs est pilotée en fonction d’une consigne de puissance ou de température ou d’intensité de courant électrique ou de résistance, ou encore de rapport cyclique du signal de pilotage.

[0014] Selon l’invention, ledit procédé comprend les étapes suivantes : relever la température du support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs, comparer la température relevée à au moins un seuil de température prédéfini, et si la température relevée est supérieure ou égale audit au moins un seuil de température prédéfini, générer une commande de diminution de ladite consigne d’un pas prédéterminé.

[0015] Ledit procédé peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison.

[0016] Selon un mode de réalisation, un nombre prédéterminé de seuils de température est défini, les seuils de température étant de rang n variant de un à un nombre maximal m prédéfini.

[0017] Ledit procédé peut comporter les étapes suivantes : la température dudit support relevée est comparée aux seuils de température de rang n, et si la température relevée est supérieure ou égale au seuil de température de rang n donné et inférieure au seuil de température de rang supérieur n+1, pour n variant de un à m-1, plus le rang n du seuil de température est élevé plus la diminution de ladite consigne est accentuée.

[0018] Selon un aspect de l’invention, après dépassement d’un seuil de température de rang n et à la suite d’une commande de diminution associée, ledit procédé comprend les étapes suivantes : relever et comparer de nouveau la température dudit support au seuil de température de rang n et à un seuil de température de rang supérieur n+1, si et tant que la température relevée est supérieure ou égale au seuil de température de rang n et inférieure au seuil de température de rang supérieur n+1, maintenir ladite consigne diminuée selon la commande de diminution précédente, si la température relevée est inférieure au seuil de température de rang n, revenir à la commande de diminution précédente de ladite consigne, si la température relevée est supérieure ou égale au seuil de température de rang supérieur n+1, générer une commande de diminution plus importante de ladite consigne de façon à accentuer la diminution.

[0019] Selon un aspect, ladite consigne est diminuée d’un pas prédéterminé constant. Le pas peut être entre 5% et 30%, par exemple 20%, de ladite consigne ou de la valeur de consigne maximale autorisée.

[0020] De façon alternative, ladite consigne est diminuée selon des pas prédéterminés différents en fonction des seuils de température.

[0021] Un seuil maximal de température supérieur audit au moins un seuil de température peut être défini, ledit procédé comporte une étape pour comparer la température relevée au seuil maximal de température, et si le seuil maximal de température est atteint, ledit procédé comporte une étape pour générer une commande d’arrêt de l’alimentation électrique dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs.

[0022] Après arrêt de l’alimentation électrique dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs, ledit procédé peut comprendre au moins une étape de vérification d’une condition autorisant la reprise de l’alimentation électrique.

[0023] Une première étape de vérification peut comprendre les sous-étapes suivantes : après arrêt de l’alimentation électrique, relever la température dudit support au seuil maximal de température, et vérifier si la température relevée dudit support est inférieure au seuil maximal de température.

[0024] Ledit procédé peut comporter une étape de vérification supplémentaire comprenant les sous-étapes suivantes : relever et comparer la température du support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs à un seuil de température de reprise prédéfini, et si la température relevée est inférieure au seuil de température de reprise prédéfini, générer une commande de reprise de l’alimentation électrique dudit au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs.

[0025] Le seuil de reprise prédéfini est par exemple inférieur ou égal audit au moins un seuil et/ou inférieur au seuil maximal. Le seuil de reprise est par exemple égal audit au moins un seuil ou en alternative audit au moins un seuil auquel on soustrait une certaine température par exemple 10°C, ou en alternative au seuil maximal auquel on soustrait une certaine température par exemple 10°.

[0026] L’alimentation peut recommencer avec une consigne limitée ou à la valeur de consigne maximale autorisée.

[0027] L’invention concerne également une stratégie de gestion thermique d’un dispositif de chauffage électrique comportant au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs configurés pour être alimentés électriquement et un support d’un circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs, dans lequel l’alimentation électrique des éléments résistifs est pilotée à l’aide d’un signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions en fonction d’une consigne de puissance ou de température ou d’intensité de courant électrique ou de résistance, ou encore de rapport cyclique du signal de pilotage.

[0028] La stratégie de gestion thermique comporte une ou plusieurs des phases de contrôle ci-après. [0029] Une première phase est de vérifier si au moins un paramètre de fonctionnement du dispositif de chauffage électrique remplit une condition pour limiter la consigne demandée par un utilisateur dudit dispositif à une consigne maximale admissible déterminée en fonction dudit au moins un paramètre de fonctionnement.

[0030] Une deuxième phase est de surveiller la température du support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs et réguler la consigne demandée ou la consigne maximale admissible en fonction de la température dudit support, tel que défini précédemment.

[0031] Lorsque la consigne est une consigne de puissance électrique ou de température ou d’intensité de courant électrique ou de résistance, une troisième phase peut être de limiter graduellement selon un pas prédéfini, si et tant que le rapport cyclique du signal de pilotage dépasse une valeur seuil de détection correspondante, ou qu’au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe atteint une valeur seuil de détection correspondante, ladite consigne étant augmentée sinon.

[0032] Lorsque la consigne est une consigne de rapport cyclique du signal de pilotage, une troisième phase peut être de limiter graduellement selon un pas prédéfini, si et tant qu’au moins un paramètre pour la surveillance d’une surchauffe dépasse une valeur seuil de détection correspondante, ladite consigne étant augmentée sinon.

[0033] Une quatrième phase est de surveiller la résistance électrique dudit au moins un sous- ensemble d’éléments résistifs, et générer une commande d’arrêt de V alimentation électrique des éléments résistifs pendant une durée prédéterminée, si la résistance électrique atteint ou dépasse une valeur seuil prédéfinie.

[0034] Une cinquième phase est de surveiller la température du support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs et générer une commande d’arrêt de l’alimentation électrique des éléments résistifs pendant une durée prédéterminée si la température dudit support atteint un seuil de température maximal.

[0035] La durée d’arrêt prédéterminée selon la quatrième ou la cinquième phase est par exemple de l’ordre de 130s.

[0036] Concernant la cinquième phase, le seuil de température maximal est supérieur aux seuils de température de la deuxième phase. [0037] Les conditions d’application des phases de contrôle sont avantageusement vérifiées de façon successive de la première à la cinquième phase suivant cet ordre.

[0038] Après les 130s d’arrêt, la consigne peut être à 100% ou en alternative elle peut être limitée par exemple à 55%.

[0039] L’invention concerne aussi une unité de commande pour un dispositif de chauffage électrique comportant au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs configurés pour être alimentés électriquement et un support d’un circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs, l’unité de commande étant configurée pour générer un signal de pilotage en fonction d’une consigne de puissance, ou de température ou d’intensité de courant électrique ou de résistance, ou encore de rapport cyclique du signal de pilotage.

[0040] L’unité de commande comporte au moins un moyen de traitement pour : relever la température du support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs, comparer la température relevée à au moins un seuil de température prédéfini, et si la température relevée est supérieure ou égale audit au moins un seuil de température prédéfini, générer une commande de diminution de ladite consigne d’un pas prédéterminé.

[0041] L’unité de commande peut comporter au moins un capteur de température tel qu’une sonde de type à coefficient de température négatif (NTC), pour relever la température du support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs. Le capteur de température peut être monté sur ledit support.

[0042] En alternative, le capteur de température peut être monté « à proximité » dudit support, par exemple à une distance de 5mm à 50mm.

[0043] L’unité de commande peut comporter un comparateur pour comparer la température relevée à un premier seuil de température prédéfini.

[0044] L’unité de commande peut comporter un calculateur ou microprocesseur configuré pour réguler ladite consigne et/ou pour générer une commande d’arrêt de V alimentation des éléments résistifs et/ou pour générer une commande de reprise de l’alimentation électrique suite à un arrêt.

[0045] L’unité de commande génère un signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions de l’alimentation électrique des éléments résistifs.

[0046] Les éléments résistifs peuvent être du type à coefficient de température positif. [0047] Selon une variante de réalisation, les éléments résistifs sont du type à coefficient de température négatif.

[0048] L’unité de commande peut comprendre un ou plusieurs moyens de traitement pour la mise en œuvre au moins en partie d’au moins une phase de contrôle de la stratégie de gestion thermique telle que définie précédemment.

[0049] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :

[0050] [Fig. 1] montre un organigramme de différentes étapes d’un procédé de gestion thermique selon l’invention.

[0051] [Fig. 2a] est un graphe d’évolution d’une consigne de puissance électrique en fonction de seuils de température atteints par un support de circuit d’alimentation électrique, selon un premier exemple.

[0052] [Fig. 2b] est un graphe d’évolution d’une consigne de puissance électrique en fonction de seuils de température atteints par un support de circuit d’alimentation électrique, selon un deuxième exemple.

[0053] [Fig. 2c] est un graphe d’évolution d’une consigne de puissance électrique en fonction de seuils de température atteints par un support de circuit d’alimentation électrique, selon un troisième exemple.

[0054] [Fig. 3] montre un organigramme de différentes phases de contrôle selon une stratégie de gestion thermique.

[0055] [Fig. 4a] montre un organigramme de différentes étapes d’un procédé de de gestion thermique, selon un premier exemple d’une phase de contrôle de la stratégie de gestion thermique de la figure 3.

[0056] [Fig. 4b] montre un organigramme de différentes étapes d’un procédé de de gestion thermique, selon un deuxième exemple d’une phase de contrôle de la stratégie de gestion thermique de la figure 3.

[0057] [Fig. 4c] montre un organigramme de différentes étapes d’un procédé de de gestion thermique, selon un troisième exemple d’une phase de contrôle de la stratégie de gestion thermique de la figure 3. [0058] Dans ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.

[0059] Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.

[0060] L’invention est du domaine d’une installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation d’un flux d’air (non représentée sur les figures), destinée à équiper un véhicule automobile pour réguler les paramètres aéro thermiques du flux d’air distribué dans une ou plusieurs zones de l’habitacle du véhicule.

[0061] L’invention concerne plus particulièrement un dispositif de chauffage électrique, autrement appelé radiateur électrique, pour véhicule automobile, équipant notamment une telle installation. Il s’agit d’un dispositif de chauffage électrique d’un fluide. De façon non limitative, il peut s’agir d’un dispositif de chauffage d’un flux d’air. Par la suite, la description est faite en référence à un flux d’air, mais l’invention peut s’appliquer à un autre fluide.

[0062] En particulier, il peut s’agir d’un dispositif de chauffage électrique ou radiateur haute- tension. « Haute tension » définit par exemple une tension supérieure à 90V ou 120V. En variante, il peut s’agir d’un radiateur basse tension.

[0063] Le dispositif de chauffage électrique est configuré pour transformer de l’énergie électrique prélevée par exemple sur le véhicule en énergie thermique restituée dans un flux d’air traversant l’installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation.

[0064] Le dispositif de chauffage électrique peut comporter un nombre prédéfini de modules chauffants. Ces modules chauffants peuvent être agencés de manière à être exposés directement au flux d’air traversant le dispositif de chauffage électrique.

[0065] Plus précisément, les modules chauffants peuvent comprendre chacun des éléments résistifs. Le dispositif de chauffage électrique comporte donc une pluralité d’éléments résistifs configurés pour être alimentés électriquement par une source de tension électrique. [0066] Les éléments résistifs peuvent être de type à coefficient de température positif (CTP). Les éléments résistifs sont par exemple réalisés sous la forme de céramiques CTP, par exemple connues sous la dénomination de pierres CTP. En variante, il peut s’agir d’éléments résistifs de type à coefficient de température négatif (CTN).

[0067] Le dispositif de chauffage électrique comprend généralement en outre une unité électronique de commande pour commander les modules chauffants. Une telle unité de commande comporte un ou plusieurs composants électroniques et/ou électriques. L’unité de commande comporte notamment un circuit d’alimentation électrique (non représenté) des éléments résistifs. Le circuit d’alimentation électrique est monté par exemple sur un support de circuit électrique tel qu’une carte à circuit imprimé connue sous le sigle PCB en anglais pour « Printed Circuit Board ».

[0068] À titre d’exemple, le circuit d’alimentation électrique comporte des transistors (non représentés), chacun permettant d’autoriser ou non le passage du courant dans un nombre prédéfini de modules chauffants.

[0069] Les éléments résistifs sont destinés à être alimentés par une source d’alimentation électrique (non représentée), telle que des batteries, en provenance par exemple du véhicule. L’alimentation électrique des éléments résistifs est pilotée par modulation de largeur d’impulsions connue sous le sigle MLI ou PWM pour Puise Width Modulation en anglais.

[0070] L’unité de commande est configurée pour générer un signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions de l’alimentation électrique des éléments résistifs, notamment d’au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs. Des sous-ensembles distincts d’éléments résistifs peuvent être pilotés de façon indépendante par modulation de largeur d’impulsions. L’alimentation électrique des éléments résistifs, notamment d’au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs formant un sous-système, peut se faire en fonction d’une consigne.

[0071] Selon un mode de réalisation préféré, la consigne est une consigne de puissance électrique P_(sub)system_target_0 (figure 1). Le dispositif de chauffage est contrôlé en boucle fermée. En variante, l’alimentation électrique des éléments résistifs peut se faire en fonction d’une consigne de température T_(sub)system_target_0. On peut envisager une alternative avec une consigne d’intensité de courant électrique i_(sub)system_target_0 à tension constante, ou éventuellement de résistance R_(sub)system_target_0.

[0072] De façon alternative, le procédé peut être contrôlé en boucle ouverte.

L’alimentation électrique des éléments résistifs, notamment d’au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs formant un sous-système, peut se faire en fonction d’une consigne de modulation de largeur d’impulsions, désignée par la suite consigne PWM. Le préfixe « sub » est écrit entre parenthèse pour signifier que la consigne concerne un sous- ensemble d’éléments résistifs, ou respectivement l’ensemble des éléments résistifs.

[0073] Le préfixe « sub » est écrit entre parenthèse pour signifier que la consigne concerne un sous-ensemble d’éléments résistifs, ou respectivement l’ensemble des éléments résistifs.

[0074] Procédé de gestion thermique

La figure 1 représente de façon schématique les étapes d’un procédé de gestion thermique de façon à détecter une surchauffe du dispositif de chauffage électrique et agir pour éviter que le dispositif de chauffage électrique n’atteigne une température critique.

[0075] Au démarrage du procédé, les éléments résistifs sont pilotés selon une consigne initiale qui correspond au minimum entre la consigne reçue de l’unité de commande pilotant les éléments résistifs et une consigne maximale autorisée. À titre illustratif, pour une consigne de puissance, la consigne de puissance initiale P_(sub)system_target_0 ou maximale autorisée est par exemple égale à 80% d’une puissance maximale.

[0076] De façon générale, la gestion thermique se fait en surveillant la température T_PCB du support du circuit d’alimentation électrique.

[0077] Le procédé de gestion thermique comporte une étape préliminaire El pour relever la température T_PCB du support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs. La température T_PCB du support est relevée, par exemple par un capteur de température, tel qu’une sonde thermique à coefficient de température négatif.

[0078] La température T_PCB du support relevée peut être comparée lors d’une étape E2 à au moins un seuil de température Tn prédéfini, par exemple au moins un premier seuil Tl.

[0079] En particulier, en se référant également aux figures 2a à 2c, un nombre prédéterminé de seuils de température Tn est défini. Le rang n des seuils de température Tn varie de un à un nombre maximal m prédéfini. À titre d’exemple non limitatif, quatre ou cinq seuils de température peuvent être définis. Le seuil maximal Tm peut être compris entre 115°C et 130°C, par exemple autour de 120°C.

[0080] Si la température T_PCB du support relevée n’atteint pas le premier seuil Tl, le procédé peut être réitéré, en particulier les étapes de mesure et de comparaison El à E2.

[0081] Si la température T_PCB du support relevée atteint ou dépasse le seuil de température Tl auquel elle est comparée, le procédé peut comporter une étape E3 pour vérifier si la température T_PCB du support relevée a atteint un seuil de température maximal Tm à ne pas dépasser.

[0082] Si ce seuil de température maximal Tm n’est pas atteint, une commande de diminution de la consigne est générée (étape E4).

[0083] Le procédé peut ensuite être réitéré en relevant de nouveau la température T_PCB du support à l’itération suivante et en comparant cette température T_PCB au premier seuil de température Tl, et en particulier aux différents seuils de température Tn. Si la température relevée T_PCB est inférieure au premier seuil de température Tl, le procédé revient à la commande précédente de la consigne.

[0084] Si et tant que la température T_PCB du support relevée atteint ou dépasse un seuil de température Tn de rang n, c'est-à-dire que la température T_PCB relevée est supérieure ou égale au seuil de température Tn de rang n, par exemple Tl, respectivement T2, en étant inférieure au seuil de température Tn+1 de rang supérieur n+1, par exemple T2, respectivement T3, pour n variant de un à m-1, plus le rang n du seuil de température Tn est élevé plus la consigne est diminuée.

[0085] À chaque fois que la température T_PCB du support relevée atteint voire dépasse un seuil plus élevé de température Tn+1, sans atteindre le seuil maximal de température Tm, la diminution de la consigne est plus importante.

[0086] Pour chaque seuil de température Tn, sans atteindre le seuil maximal de température Tm, la diminution de consigne peut se faire selon un pas prédéterminé. Ainsi, la consigne est diminuée par palier. Ce pas peut être constant entre les différents seuils de température. De façon alternative, entre différents seuils de température Tn, le pas pour la diminution de la consigne peut varier. [0087] Par sécurité, si la température T_PCB du support relevée atteint, voire dépasse, le seuil maximal de température Tm, une commande d’arrêt de l’alimentation électrique des éléments résistifs peut être générée (étape E5).

[0088] Afin d’illustrer un exemple de mise en œuvre du procédé, un graphe d’évolution de la température T_PCB du support en fonction d’une consigne et avec différents seuils de température Tl à T5, est schématisé sur la figure 2a. Ce graphe est représenté avec une consigne de puissance en pourcentage d’une consigne de puissance maximale autorisée P_(sub)system_target_0, cependant cet exemple peut s’appliquer pour d’autres consignes.

[0089] Ainsi, en se référant aux figures 1 et 2a, la température T_PCB du support est relevée à l’étape El, et est par la suite, comparée à l’étape E2 aux seuils de température Tl à T5. Le premier seuil Tl de température est par exemple autour de 95°C. Ce premier seuil de température Tl est inférieur au seuil maximal de température Tm, qui correspond à T5 dans l’exemple de la figure 2a, par exemple autour de 120°C. Le premier seuil de température Tl est choisi suffisamment éloigné du seuil maximal de température Tm pour permettre au système de d’anticiper en cas de surchauffe et de refroidir avant d’atteindre le seuil maximal de température Tm.

[0090] Si la température T_PCB du support relevée est inférieure au premier seuil Tl de température, la consigne n’est pas diminuée et la température T_PCB du support reste surveillée (étapes E1-E2).

[0091] Dès que la température T_PCB du support relevée atteint ou dépasse un des seuils Tl à T4 de température, c'est-à-dire qu’elle est supérieure ou égale à ce seuil Tl, T2, T3, T4 de température, une commande de diminution de la consigne pourra être générée à l’étape E4.

[0092] Si le premier seuil de température Tl est atteint, la consigne, de puissance dans cet exemple, passe alors de PO à PI (PI < PO) selon le pas prédéterminé à l’étape E4. Le pas peut par exemple être un pourcentage, par exemple entre 5% et 30%, notamment 20%, de la consigne ou de la valeur de consigne maximale autorisée P_(sub)system_target_0.

[0093] À la suite de l’étape E4 de commande de diminution de la consigne, l’évolution de la température T_PCB du support reste surveillée et le procédé est réitéré.

[0094] À la deuxième itération, la température T_PCB du support est de nouveau relevée à l’étape El et comparée au premier seuil de température Tl, ainsi qu’aux autres seuils de température T2 à T5, à l’étape E2. [0095] Si la température relevée T_PCB du support est inférieure au premier seuil de température prédéfini Tl, le procédé revient à la commande précédente de ladite consigne.

[0096] À l’inverse, si et tant que la température T_PCB du support est supérieure ou égale au premier seuil de température prédéfini Tl et inférieure au deuxième seuil de température prédéfini T2, la commande précédente de diminution de consigne, dans cet exemple à PI, est maintenue. La consigne déjà diminuée à l’itération précédente n’est pas de nouveau limitée, diminuée.

[0097] Si c’est le deuxième seuil de température prédéfini T2 qui est atteint, le deuxième seuil T2 étant supérieur au premier seuil de température Tl et inférieur au seuil maximal Tm, c'est-à-dire que la température T_PCB du support relevée est supérieure ou égale au deuxième seuil de température T2, dans ce cas une commande de diminution plus importante de la consigne, que dans le cas du dépassement uniquement du premier seuil Tl, peut être générée à l’étape E4 de façon à accentuer la diminution de la consigne, de puissance dans cet exemple qui passe à P2 (P2 < PI).

[0098] À la suite de l’étape E4 de commande de diminution de la consigne, l’évolution de la température T_PCB du support reste surveillée et le procédé est réitéré comme expliqué précédemment. La température T_PCB du support est de nouveau relevée à l’étape El et comparée aux seuils de température Tn.

[0099] Si c’est le troisième seuil de température T3 qui est atteint par la température T_PCB du support, une commande de diminution plus importante de la consigne, que dans le cas du dépassement des précédents seuils Tl, T2, est générée à l’étape E4 de façon à accentuer encore la diminution de la consigne, dans cet exemple de puissance qui passe à P3 (P3 < P2). Ainsi de suite, si la température T_PCB du support atteint un quatrième seuil de température prédéfini T4 à l’étape E2, supérieur au troisième seuil de température T3 et inférieur dans cet exemple au seuil maximal de température T5, la diminution de la consigne est encore plus accentuée, et la consigne de puissance dans cet exemple passe à P4 (P4 < P3).

[0100] Si la température T_PCB du support atteint voire dépasse le seuil maximal correspondant à T5 dans l’exemple de la figure 2a, il n’y a pas de nouvelle limitation de la consigne mais la commande d’arrêt d’alimentation des éléments résistifs est générée à l’étape E5. [0101] Dans l’exemple de la figure 2a, la diminution de consigne se fait selon un pas prédéterminé constant entre PO, PI, P2, P3, P4, lors de commandes de diminution subséquentes.

[0102] De façon alternative, comme schématisé sur la figure 2b, la consigne, dans cet exemple de puissance, peut être diminuée entre PO, PI, P2, P3, P4 selon des pas prédéterminés différents. Le pas peut donc varier entre les différents seuils de Tn, dans cet exemple de Tl à T5. Le pas variable peut par exemple être calculé au moyen d'un algorithme stocké dans une commande du dispositif de chauffage électrique. Par exemple, selon les résultats de test, on peut choisir d’avoir un pas important au départ (par exemple entre PO et PI) puis de plus en plus fin aux prochains pas. Le pas entre P4 et P3 est plus petit qu’entre P3 et P2, lui-même plus petit qu’entre P2 et PI, inférieur au pas entre PI et PO. L’inverse est également envisageable avec un pas de plus en important avec l’augmentation du seuil de température atteint ou dépassé.

[0103] La figure 2b montre encore un autre exemple de pas variable, plus important au départ et de plus en plus fin, avec des seuils de température différents par exemple le seuil maximal de température Tm peut être fixé au quatrième seuil de température T4.

[0104] En se référant de nouveau à la figure 1, après arrêt de l’alimentation électrique des éléments résistifs à l’étape E5, le procédé peut comprendre au moins une étape E6 de vérification d’une condition autorisant la reprise de l’alimentation électrique.

[0105] Une première étape de vérification peut comprendre les sous-étapes suivantes, relever la température T_PCB du support au seuil maximal Tm de température après arrêt de l’alimentation électrique, et vérifier si la température relevée T_PCB dudit support relevée est inférieure au seuil maximal Tm de température.

[0106] À titre d’exemple, une vérification supplémentaire peut comprendre des sous-étapes pour relever et comparer la température T_PCB du support après l’arrêt, à un seuil de température de reprise prédéfini T0. La reprise de l’alimentation électrique des éléments résistifs est autorisée lorsque la température relevée T_PCB du support est inférieure au seuil de température de reprise prédéfini T0, et une commande de reprise de l’alimentation électrique des éléments résistifs est générée à l’étape E7.

[0107] Le seuil de reprise prédéfini T0 peut prendre n’importe quelle valeur comprise entre une valeur inférieure ou égale au premier seuil Tl par exemple et le seuil maximal Tm de température. À titre d’exemple illustratif, le seuil de reprise T0 est par exemple fixé au premier seuil Tl de température T0=T1. En alternative, le seuil de reprise TO peut correspondre au premier seuil auquel on soustrait une certaine température par exemple 10°C : T0= Tl - 10, ou en alternative au seuil maximal de température Tm auquel on soustrait une certaine température par exemple 10°C : T0 = Tm - 10.

[0108] Après coupure, V alimentation électrique des éléments résistifs peut recommencer avec une consigne limitée ou à la valeur de consigne maximale autorisée.

[0109] Le procédé de gestion thermique précédemment décrit en référence aux figures 1 à 2c permet de façon simple de détecter une éventuelle surchauffe et de protéger le support du circuit d’alimentation électrique et en conséquence le dispositif de chauffage, en ayant une marge entre le premier seuil de température Tl et le seuil maximal de température Tm pour agir et permettre au dispositif de chauffage de refroidir avant d’atteindre une température critique.

[0110] Stratégie de gestion thermique

En référence à la figure 3, on décrit le fonctionnement du dispositif de chauffage électrique selon une stratégie de gestion thermique comportant une ou plusieurs des phases de contrôle décrites ci-après. Les phases de contrôle sont avantageusement mises en œuvre selon l’ordonnancement précisé.

[0111] En fonctionnement, notamment dans un véhicule automobile, un utilisateur peut activer une commande du dispositif de chauffage électrique comportant comme décrit précédemment un ou plusieurs sous-ensembles d’éléments résistifs, par exemple pour le chauffage d’au moins une zone de l’habitacle du véhicule automobile. Cette commande se traduit au niveau de l’unité de commande par une requête de consigne, par exemple de puissance P_(sub)system_target_0.

[0112] PREMIERE PHASE

Selon une première phase, la consigne, par exemple de puissance

P_(sub)system_target_0, demandée par un utilisateur du dispositif de chauffage, selon sa commande de chauffage, peut ou non être limitée en appliquant un premier filtre Fl. Ce premier filtre Fl consiste à déterminer en fonction d’au moins un paramètre de fonctionnement du dispositif de chauffage électrique, une consigne maximale admissible P_max_allowed. Si la consigne demandée P_(sub)system_target_0 est supérieure à la consigne maximale admissible P_max_allowed, la consigne est limitée à cette dernière. [0113] Le paramètre de fonctionnement peut être choisi parmi une température d’entrée d’un flux d’air, par exemple une donnée de température d’un capteur de mesure, un débit d’air, une vitesse d’un ventilateur ou pulseur d’air, une information de positionnement d’au moins un volet dans un conduit d’écoulement du flux d’air en amont ou en aval du dispositif de chauffage selon l’écoulement du flux d’air, ou encore si un mode de chauffage du flux d’air par un élément en amont d’au moins un sous-ensemble d’éléments selon l’écoulement du flux d’air est activé ou non.

[0114] Une telle limitation est connue de l’homme du métier des dispositifs de chauffage électriques d’installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation de flux d’air pour véhicule automobile et n’est pas détaillée par la suite.

[0115] Si la consigne, par exemple de puissance, est limitée selon le premier filtre Fl, la consigne à l’issue de la première phase P_(sub)system_target_l est égale à la consigne maximale admissible P_max_allowed déterminée (flèche Y).

[0116] Dans le cas contraire (flèche N), la consigne à l’issue de la première phase P_(sub)system_target_l reste la consigne, par exemple de puissance, initiale P_(sub)system_target_0 demandée.

[0117] DEUXIEME PHASE

Après avoir déterminé si le premier filtre Fl est appliqué ou non pour limiter une première fois la consigne, une deuxième phase de contrôle est mise en œuvre. Selon cette deuxième phase, la consigne à l’issue de la première phase P_(sub)system_target_l peut être régulée en fonction de la température du support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs et des éventuels seuils de température atteints ou dépassés, conformément au procédé de gestion thermique précédemment décrit en référence aux figures 1 à 2c.

[0118] Le deuxième filtre F2 peut éventuellement être appliqué à la consigne initiale demandée P_(sub)system_target_0 si le filtre 1 n’a pas été appliqué sur cette dernière à l’issue de la première phase de contrôle, ou de façon alternative le filtre 2 peut être appliqué à la consigne maximale admissible P_max_allowed déterminée lors de la première phase.

[0119] Si la consigne, par exemple de puissance, est limitée selon le deuxième filtre F2

(flèche Y), la consigne à l’issue de la deuxième phase P_(sub)system_target_2 est égale à la consigne à l’issue de la première phase P_(sub)system_target_l abaissée d’un certain facteur ou pas prédéterminé comme décrit précédemment en fonction des seuils de température atteints ou dépassés par la température du support de circuit d’alimentation électrique.

[0120] Dans le cas contraire (flèche N), la consigne, par exemple de puissance, à l’issue de la deuxième phase P_(sub)system_target_2 reste la consigne, par exemple de puissance, à l’issue de la première phase P_(sub)system_target_l.

[0121] TROISIEME PHASE

Après avoir déterminé si le deuxième filtre F2 est appliqué ou non pour limiter la consigne, une troisième phase de contrôle est mise en œuvre. Selon cette troisième phase, la consigne à l’issue de la deuxième phase P_(sub)system_target_2 peut être limitée graduellement selon un pas prédéfini.

[0122] Le troisième filtre F3 peut être appliqué à la consigne initiale à l’issue de la deuxième phase P_(sub)system_target_2. Il peut s’agir de la consigne initiale demandée P_(sub)system_target_0 si aucun filtre n’a été appliqué, la consigne maximale admissible P_max_allowed si le premier filtre Fl a été appliqué, ou à la consigne à l’issue de la première phase P_(sub)system_target_l abaissée d’un certain facteur ou pas prédéterminé en fonction de la température du support du circuit d’alimentation électrique si le deuxième filtre F2 a été appliqué.

[0123] Selon cette troisième phase, de façon générale la consigne peut être régulée graduellement dans un sens, en étant limitée, abaissée, puis dans l’autre sens, en étant augmentée, en fonction de l’évolution d’un paramètre donné par rapport à un seuil variable adapté à chaque régulation de consigne.

[0124] Selon une option, la consigne est de préférence une consigne de puissance électrique P_(sub)system_target_2, le dispositif de chauffage est contrôlé en boucle fermée. En variante, l’alimentation électrique des éléments résistifs peut se faire en fonction d’une consigne de température. On peut envisager une alternative avec une consigne d’intensité de courant électrique à tension constante, ou éventuellement de résistance.

[0125] En se référant à la figure 4a, une surchauffe du dispositif de chauffage peut être détectée en relevant à l’étape E30 le rapport cyclique du signal de pilotage PWM_(sub)system d’au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs formant un sous- système et en surveillant son évolution de façon à détecter lorsque le rapport cyclique du signal de pilotage PWM_(sub)system dépasse une valeur seuil de détection PWM_(sub)system_lim_i correspondante (étape E31), représentative d’une surchauffe.

[0126] Si et tant que le rapport cyclique du signal de pilotage PWM_(sub)system dépasse la valeur seuil de détection PWM_(sub)system_lim_i, une surchauffe est détectée. Par exemple, pour des élément résistifs à coefficient de température positif, la surchauffe est détectée lorsque le rapport cyclique du signal de pilotage PWM_(sub)system est supérieur, plus précisément strictement supérieur, à la valeur seuil de détection PWM_(sub)system_lim_i.

[0127] La consigne est régulée graduellement dans un sens, selon une première phase de régulation A, en étant réduite. Cette limitation est réitérée jusqu’à ce que le rapport cyclique du signal de pilotage ne soit plus représentatif d’une surchauffe. Dans ce cas, la consigne peut être régulée lors d’une deuxième phase de régulation B, selon un sens dévolution opposé au sens de la première phase A, en étant cette fois augmentée. Cette régulation est avantageusement également progressive, jusqu’à revenir à la consigne de départ. L’une et/ou l’autre des phases de régulation A, B est avantageusement itérée ou réitérée selon une période prédéfinie, qui peut être inférieure à 10s, par exemple de l’ordre de 4s. Ceci permet de laisser le temps au dispositif de chauffage de réagir sans être trop lent. De façon alternative, la période peut être variable. La période peut dépendre par exemple d’un degré de surchauffe.

[0128] La valeur seuil de détection est du sous-système ou de l’ensemble du système. À chaque régulation de consigne, en étant limitée ou augmentée, une nouvelle valeur seuil est déterminée en fonction de la nouvelle valeur de consigne. En particulier, la valeur seuil de détection PWM_(sub)system_lim_i peut être définie en fonction du couple de la tension d’alimentation et de la consigne, offrant alors une matrice de valeurs seuil de détection possibles. À chaque itération i, la valeur seuil de détection du rapport cyclique du signal de pilotage PWM_(sub)system_lim_i est déterminée de nouveau en fonction de la nouvelle valeur de la consigne.

[0129] Si la valeur limitée de la consigne atteint une valeur limite de consigne prédéfinie, la première phase A n’est pas réitérée et une commande d’arrêt de l’alimentation électrique des éléments résistifs est générée à l’étape E32.

[0130] En se référant à la figure 4b, selon une autre option, au moins un paramètre i_(sub)system_max, R_(sub)system, P_(sub)system, T_(sub)system pour la surveillance d’une surchauffe est relevé. Une surchauffe est détectée si ce paramètre atteint ou dépasse une valeur seuil de détection i_(sub)system_max_lim_i, R_(sub)system_lim_i, P_(sub)system_lim_i , T_(sub)system_lim_i correspondante, prenant en compte la consigne d’alimentation.

[0131] Comme précédemment, la consigne est de préférence une consigne de puissance électrique P_(sub)system_target_2, le dispositif de chauffage est contrôlé en boucle fermée. En variante, l’alimentation électrique des éléments résistifs peut se faire en fonction d’une consigne de température. On peut envisager une alternative avec une consigne d’intensité de courant électrique à tension constante, ou éventuellement de résistance.

[0132] Le paramètre est avantageusement fonction de l’intensité du courant électrique, pour la surveillance d’une surchauffe du dispositif de chauffage électrique. Il peut s’agir de la résistance électrique du nombre prédéfini d’éléments résistifs R_(sub)system, la puissance électrique du nombre prédéfini d’éléments résistifs P_(sub)system, l’intensité du courant électrique parcourant le nombre prédéfini d’éléments résistifs i_(sub)system_max. Le paramètre peut encore être un multiple ou une puissance de l’intensité du courant électrique parcourant le nombre prédéfini d’éléments résistifs. On peut citer de façon non exhaustive le carré ou le cube de l’intensité du courant électrique, le double de l’intensité du courant électrique ou encore le rapport de l’intensité du courant électrique sur le rapport cyclique du signal de pilotage par modulation de largeur d’impulsions.

[0133] De façon alternative, le paramètre peut ne pas être fonction de l’intensité de courant électrique. On peut citer par exemple la température du nombre prédéfini d’éléments résistifs T_(sub) System.

[0134] Le préfixe « sub » est écrit entre parenthèse pour signifier qu’un paramètre concerne un sous-ensemble d’éléments résistifs, ou respectivement l’ensemble des éléments résistifs.

[0135] Une surchauffe du dispositif de chauffage peut être détectée en relevant à l’étape E33 le paramètre choisi et en surveillant son évolution de façon à détecter lorsqu’il atteint ou dépasse une valeur seuil de détection i_(sub)system_max_lim_i, R_(sub)system_lim_i, P_(sub)system_lim_i , T_(sub)system_lim_i correspondante (étape E34), représentative d’une surchauffe. [0136] La valeur relevée du paramètre peut dépasser la valeur seuil de détection, en étant supérieure ou inférieure, selon la nature de ce paramètre et la nature des éléments résistifs. Par exemple, dans le cas d’éléments résistifs CTP, si la valeur relevée de l’intensité du courant électrique i_(sub)system_max parcourant les éléments résistifs est inférieure, plus précisément strictement inférieure, à la valeur seuil de détection i_(sub)system_max_lim_i, une surchauffe est détectée.

[0137] Selon un autre exemple, dans le cas d’éléments résistifs CTP, si la valeur calculée de la résistance électrique R_(sub)system des éléments résistifs est supérieure, plus précisément strictement supérieure, à la valeur seuil de détection R_(sub)system_lim_i, une surchauffe est détectée.

[0138] Si et tant que le paramètre choisi i_(sub)system_max, R_(sub)system, P_(sub)system, T_(sub)system atteint ou dépasse la valeur seuil de détection i_(sub)system_max_lim_i, R_(sub)system_lim_i, P_(sub)system_lim_i , T_(sub)system_lim_i, une surchauffe est détectée (flèche Y).

[0139] La consigne est régulée graduellement dans un sens, selon une première phase de régulation A, en étant réduite. Cette limitation est réitérée jusqu’à ce que le paramètre choisi i_(sub)system_max, R_(sub)system, P_(sub) System, T_(sub)system, ne soit plus représentatif d’une surchauffe. Dans ce cas, la consigne peut être régulée lors d’une deuxième phase de régulation B, selon un sens dévolution opposé au sens de la première phase A. Cette régulation est avantageusement également progressive, jusqu’à revenir à la consigne de départ. L’une et/ou l’autre des phases de régulation A, B est avantageusement itérée ou réitérée selon une période prédéfinie, qui peut être inférieure à 10s, par exemple de l’ordre de 4s, qui peut être constante ou variable.

[0140] À chaque régulation de consigne, en étant limitée ou augmentée, une nouvelle valeur seuil est déterminée en fonction de la nouvelle valeur de consigne. En particulier, la valeur seuil de détection i_(sub)system_max_lim_i, R_(sub)system_lim_i, P_(sub)system_lim_i , T_(sub)system_lim_i peut être définie en fonction du couple de la tension d’alimentation et de la consigne, offrant alors une matrice de valeurs seuil de détection possibles. À chaque itération i, la valeur seuil de détection du paramètre i_(sub)system_max_lim_i, R_(sub)system_lim_i, P_(sub)system_lim_i , T_(sub)system_lim_i est déterminée de nouveau en fonction de la nouvelle valeur de la consigne. [0141] Si la valeur limitée de la consigne atteint une valeur limite de consigne prédéfinie, la première phase A n’est pas réitérée et une commande d’arrêt de l’alimentation électrique des éléments résistifs est générée à l’étape E35.

[0142] Selon encore une autre option, la consigne d’alimentation est une consigne de rapport cyclique du signal de pilotage, désignée par la suite consigne PWM. Cette consigne PWM PWM_(sub)system_target_i est régulée graduellement, à chaque itération i, selon un pas prédéfini, si et tant qu’au moins un paramètre P_(sub)system ; R_(sub)system ; i_(sub)system_max pour la surveillance d’une surchauffe, fonction de l’intensité de courant électrique, dépasse une valeur seuil de détection P_(sub)system_lim_i ; i_(sub)system_max_lim_i ; R_(sub)system_lim_i correspondante.

[0143] Une surchauffe du dispositif de chauffage peut être détectée en relevant à l’étape E36 le paramètre choisi et en surveillant son évolution de façon à détecter lorsqu’il dépasse une valeur seuil de détection i_(sub)system_max_lim_i, R_(sub)system_lim_i, P_(sub)system_lim_i correspondante (étape E37), représentative d’une surchauffe.

[0144] La valeur relevée du paramètre peut dépasser la valeur seuil de détection, en étant supérieure ou inférieure, selon la nature de ce paramètre et la nature des éléments résistifs.

[0145] La consigne PWM est régulée graduellement dans un sens, selon une première phase de régulation A, en étant réduite. Cette limitation est réitérée jusqu’à ce que le paramètre choisi i_(sub)system_max, R_(sub)system, P_(sub) System, ne soit plus représentatif d’une surchauffe. Dans ce cas, la consigne PWM peut être régulée lors d’une deuxième phase de régulation B, selon un sens dévolution opposé au sens de la première phase A. Cette régulation est avantageusement également progressive, jusqu’à revenir à la consigne de départ. L’une et/ou l’autre des phases de régulation A, B est avantageusement itérée ou réitérée selon une période prédéfinie, qui peut être inférieure à 10s, par exemple de l’ordre de 4s, qui peut être constante ou variable.

[0146] À chaque régulation de la consigne PWM, en étant limitée ou augmentée, une nouvelle valeur seuil est déterminée en fonction de la nouvelle valeur de consigne PWM_(sub)system_target_i. En particulier, la valeur seuil de détection i_(sub)system_max_lim_i, R_(sub)system_lim_i, P_(sub)system_lim_i peut être définie en fonction du couple de la tension d’alimentation et de la consigne PWM, offrant alors une matrice de valeurs seuil de détection possibles. À chaque itération i, la valeur seuil de détection du paramètre i_(sub)system_max_lim_i, R_(sub)system_lim_i, P_(sub)system_lim_i est déterminée de nouveau en fonction de la nouvelle valeur PWM_(sub)system_target_i de la consigne PWM .

[0147] Si la valeur limitée de la consigne PWM_(sub)system_target_i atteint une valeur limite de consigne prédéfinie, la première phase A n’est pas réitérée et une commande d’arrêt de V alimentation électrique des éléments résistifs est générée à l’étape E38.

[0148] Il est possible de mettre en œuvre la troisième phase de contrôle pour tous les éléments résistifs, ou indépendamment pour chaque sous-ensemble d’éléments résistifs commandé par un transistor ou plusieurs transistors. La stratégie varie également en fonction de la nature des éléments résistifs, par exemple selon qu’il s’agit d’éléments résistifs de type à coefficient de température positif CTP ou négatif CTN.

[0149] En se référant de nouveau à la figure 3, si la consigne, par exemple de puissance, est limitée selon le troisième filtre F3 (flèche Y), la consigne à l’issue de la troisième phase P_(sub)system_target_3 est égale à la consigne à l’issue de la deuxième phase P_(sub)system_target_2 régulée selon l’une des options de la troisième phase décrite précédemment.

[0150] Dans le cas contraire (flèche N), la consigne, par exemple de puissance, à l’issue de la troisième phase P_(sub)system_target_3 reste la consigne, par exemple de puissance, à l’issue de la deuxième phase P_(sub)system_target_2.

[0151] QUATRIEME PHASE

Si en appliquant le troisième filtre F3, la valeur régulée de la consigne n’atteint pas la valeur limite de consigne, une quatrième phase de contrôle peut être mise en œuvre.

[0152] Selon cette quatrième phase, la résistance électrique d’au moins un sous-ensemble d’éléments résistifs peut être déterminée et comparée à une valeur seuil prédéfinie. La résistance électrique est calculée à partir de mesures préalables de la tension d’alimentation et de l’intensité de courant électrique.

[0153] Si la résistance électrique atteint cette valeur seuil (flèche Y), un quatrième filtre F4 est appliqué selon lequel une commande d’arrêt de l’alimentation électrique des éléments résistifs pendant une durée prédéterminée est générée. La consigne, par exemple de puissance, après application du quatrième filtre F4 (flèche Y) est ramenée à 0%. [0154] Dans le cas contraire (flèche N), la consigne, par exemple de puissance, à l’issue de la quatrième phase P_(sub)system_target_3 reste la consigne, par exemple de puissance, à l’issue de la troisième phase P_(sub)system_target_3.

[0155] CINQUIEME PHASE

Si le quatrième filtre F4 de coupure de l’alimentation électrique n’est pas appliqué, une cinquième phase de contrôle peut être mise en œuvre.

[0156] Selon cette cinquième phase, en se référant de nouveau aux figures 1 à 2c, la température T_PCB du support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs est relevée et surveillée. Le seuil de température maximal T_ max est supérieur aux seuils de température Tn, n variant de 1 à m-1, de la deuxième phase en référence aux figures 1 à 2c.

[0157] Si la température T_PCB du support relevée atteint un seuil maximal de température Tm, un cinquième filtre F5 peut être appliqué. Le cinquième filtre F5 consiste à générer une commande d’arrêt de l’alimentation électrique des éléments résistifs pendant une durée prédéterminée. La consigne, par exemple de puissance, après application du cinquième filtre F5 (flèche Y) est ramenée à 0%.

[0158] Dans le cas contraire (flèche N), la consigne, par exemple de puissance, à l’issue de la cinquième phase P_(sub)system_target_5 reste la consigne, par exemple de puissance, à l’issue de la troisième phase P_(sub)system_target_3.

[0159] Les conditions d’application des phases de contrôle sont vérifiées de façon successive de la première à la cinquième phase suivant cet ordre.

[0160] Si en appliquant le troisième filtre F3, la valeur régulée de la consigne atteint la valeur limite de consigne, ou si en appliquant le quatrième F4 ou cinquième filtre F5, l’alimentation électrique des éléments résistifs est coupée, la durée d’arrêt prédéterminée est par exemple de l’ordre de 130s.

[0161] Après coupure de l’alimentation électrique des éléments résistifs, le procédé peut comprendre une étape pour générer une commande de reprise de l’alimentation électrique des éléments résistifs.

[0162] La commande de reprise de l’alimentation électrique peut être générée à la fin de la durée d’arrêt prédéfinie. La stratégie peut recommencer depuis le début par la surveillance de la température du support de circuit d’alimentation électrique. Après cet arrêt, la consigne peut être à 100% ou en alternative elle peut être limitée par exemple à 55% de la consigne maximale autorisée.

[0163] En régulant la consigne selon la stratégie thermique en appliquant successivement un ou plusieurs des filtres F1-F5, du premier au cinquième, dans cet ordre, cela permet au système d’agir et de détecter à chaque incrémentation une condition qui a pu ne pas être détectée lors de la phase précédente, et ainsi assurer un contrôle de température efficace.

[0164] Unité de commande

Fa mise en œuvre du procédé de gestion thermique tel que décrit précédemment en référence aux figures 1 à 2c peut se faire par une unité de commande (non représentée sur les figures). Il s’agit d’une unité de commande électronique. En particulier, le procédé de gestion thermique peut être mis en œuvre par l’unité de commande déjà prévue pour commander les modules chauffants du dispositif de chauffage électrique et/ou pour détecter une surchauffe.

[0165] F’unité de commande comporte au moins un moyen de traitement pour mettre en œuvre les étapes du procédé de gestion thermique.

[0166] F’unité de commande peut comporter au moins un moyen de traitement pour relever la température T_PCB du support du circuit d’alimentation électrique des éléments résistifs ü peut s’agir par exemple d’un capteur de température, tel qu’une sonde thermique à coefficient de température négatif.

[0167] F’unité de commande peut comporter un comparateur pour comparer la température T_PCB du support relevée à des seuils de température Tn prédéfinis ou à un seuil de reprise T0 suite à un arrêt de l’alimentation électrique des éléments résistifs.

[0168] F’unité de commande comporte un ou plusieurs moyens de traitement pour relever la consigne de puissance, ou de température, ou d’intensité de courant électrique, ou encore de résistance.

[0169] F’unité de commande peut comporter un moyen de calcul ou microprocesseur pour déterminer en fonction des résultats des comparaisons si la consigne doit être régulée et pour réguler la consigne en fonction des seuils de température atteints.

[0170] F’unité de commande peut comporter un autre ou le même moyen de calcul ou microprocesseur pour générer une commande d’arrêt de l’alimentation électrique des éléments résistifs pendant une durée d’arrêt prédéfinie, lorsqu’une valeur régulée de consigne atteint la valeur limite de consigne définie pour la première phase A de régulation.

[0171] Enfin, de façon générale, l’unité de commande peut comporter un ou plusieurs moyens de traitement tels que des moyens de mesure ou de calcul ou microprocesseur pour surveiller l’évolution d’un ou plusieurs paramètres, pour vérifier dans l’ordre des phases de contrôle si une condition d’application de l’un ou l’autre des filtres Fl à F5 est remplie, et appliquer l’un ou l’autre des filtres Fl à F5 de façon à réguler la consigne comme décrit précédemment.