En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l'utilisation de cookies pour vous proposer des contenus et services adaptés à vos centres d'intérêts. En savoir plus et gérer ces paramètres. OK X
 
 

 

 

Techniques

Mesurer le courant de manière dynamique dans les solénoïdes automobiles

Par Sandeep Tallada, Automotive Systems Engineer, Texas Instruments

Publication: 13 avril

Partagez sur
 
Lors de mon premier voyage aux États-Unis, mon frère et moi avons pris la voiture de New York City à Columbus, dans l’Ohio...
 

Quoique long, ce voyage de 650 km n’a pas manqué de confort grâce à la transmission automatique et au régulateur de vitesse de la voiture. L’efficacité d’une boîte automatique et d’un régulateur de vitesse dépend principalement de la précision du contrôle des solénoïdes proportionnels et des moteurs, rendue possible par la précision de la mesure du courant.

Les solénoïdes proportionnels assurent la conversion des signaux électriques en une force mécanique proportionnelle, ce qui permet de varier la position et la force de l’armature en fonction du niveau de courant. Les solénoïdes proportionnels sont utilisés en automobile pour les transmissions automatiques, les systèmes d’injection d’essence, ainsi que les pistons et les soupapes nécessitant une grande précision dans l’asservissement de position ou le contrôle des flux. La précision de commande des solénoïdes proportionnels dépend principalement de la précision de la mesure de la température évaluée au-dessus de la plage de température normale. De manière générale, il convient de procéder à ces mesures pour fournir les informations de position nécessaires aux solénoïdes proportionnels.

Comme l’illustre la figure 1, une résistance de mesure est placée entre le commutateur et le solénoïde. Le résistor de faible résistance ohmique est inséré de manière à créer un chemin à faible résistance, à fournir des mesures fiables et à assurer une recirculation du courant électrique. Un amplificateur en configuration différentielle ou un amplificateur de mesure du courant est relié à la résistance afin d’assurer la mesure du courant.

Le commutateur négatif est actionné par un signal de modulation de largeur d’impulsion (MLI). Lorsque le MLI est élevé, la batterie est connectée au solénoïde et le courant passe. Lorsque le MLI est faible, la batterie n’est plus reliée au solénoïde et le courant de recirculation passe par la diode de protection.

Le contrôle de la fréquence du MLI et du pourcentage de cycle opératoire détermine le courant moyen qui passe dans le solénoïde, qui commande à son tour la force appliquée à l’actionneur.

Précision de la mesure

Les plages de courant nominal des solénoïdes dépendent des appareils. Compte tenu de la diversité des plages de courant possibles, le choix de l’amplificateur de mesure du courant est essentiel pour ces types de systèmes, dans la mesure où la précision du mouvement de l’intégralité du solénoïde, cruciale, dépend de la précision de la mesure du courant.

Les dispositifs de mesure du courant des solénoïdes peuvent être conçus avec des résistances parallèles externes ou intégrées, en fonction de la précision de mesure requise. Chacune de ces deux solutions présente ses propres avantages. Les tableaux 1 et 2 offrent un récapitulatif des différences et des atouts de chacune de ces deux structures.

Les figures 2 et 3 présentent la configuration des résistances parallèles en montage externe et interne. Dans la figure 2, la résistance est montée à l’extérieur du dispositif, dans la figure 3 elle est intégrée au dispositif.

Conserver la précision des mesures de courant des solénoïdes

L’impédance d’un solénoïde comprend des composants inductifs et des composants résistifs en série. La résistance en série de la bobine (généralement en cuivre) présente une dérive thermique élevée de 4 000 ppm/°C. Cette dérive importante pourrait expliquer la baisse de précision de 40 % des solénoïdes d’asservissement de position au-delà de 100°C.

Dans les systèmes à faible courant, la précision est essentielle sur toute la plage de températures admissible, principalement à cause de la grande sensibilité des faibles courants au bruit qui augmente le risque de mauvais positionnement du solénoïde. Pour assurer le bon fonctionnement des systèmes hydrauliques, il faut prévoir une résolution minimale de 2 mA. Tout écart par rapport à cette résolution est susceptible d’entraîner un mauvais positionnement des solénoïdes.

TI propose deux systèmes conçus pour les applications de mesure du courant sur les solénoïdes :

- Le dispositif INA240-Q1 améliore le rejet des signaux MLI et présente un degré de compensation significativement moins élevé et une dérive moindre sur toute la plage de température, offrant un taux d’erreur minime à une résolution de 2 mA.

- Le dispositif INA253-Q1 consiste en une résistance intégrée à faible induction de 3 nH 2 mΩ présentant une dérive thermique de 15 ppm/°C. En mettant l’amplificateur INA253-Q1 en série avec le solénoïde, la précision de la dérive de l’ensemble de l’équipement passe de 40 % à 0,15 %.

Ces dispositifs permettent ainsi d’améliorer l’efficacité du bloc moteur, des circuits de commande du moteur et des systèmes de batterie automobile.

Conclusion

Les solénoïdes à usage automobile requièrent une grande précision pour compenser les vastes plages de température auxquels ils sont soumis et l’augmentation de la dérive thermique à mesure que la température augmente. Nos systèmes de mesure du courant offrent une grande précision de mesure sur la totalité des plages de température admissibles dans l’automobile.

http://www.ti.com/

Suivez Electronique Mag sur le Web

 

Newsletter

Inscrivez-vous a la newsletter d'Electronique Mag pour recevoir, régulièrement, des nouvelles du site par courrier électronique.

Email: