EP2794337A1 - Onduleur de pilotage avec détecteur d'ondulation anormale de couple - Google Patents

Onduleur de pilotage avec détecteur d'ondulation anormale de couple

Info

Publication number
EP2794337A1
EP2794337A1 EP12810251.4A EP12810251A EP2794337A1 EP 2794337 A1 EP2794337 A1 EP 2794337A1 EP 12810251 A EP12810251 A EP 12810251A EP 2794337 A1 EP2794337 A1 EP 2794337A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
inverter
vehicle
torque
strategies
electric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12810251.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Pierre Alain Magne
Jean-Louis Linda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Michelin Recherche et Technique SA France
Original Assignee
Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Michelin Recherche et Technique SA France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Michelin Recherche et Technique SA Switzerland, Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA, Michelin Recherche et Technique SA France filed Critical Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Publication of EP2794337A1 publication Critical patent/EP2794337A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H02P21/20—Estimation of torque
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/40—DC to AC converters
    • B60L2210/42—Voltage source inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2101/00—Special adaptation of control arrangements for generators
    • H02P2101/15—Special adaptation of control arrangements for generators for wind-driven turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to electric motors and their control. It relates more particularly to the driving inverters of such motors.
  • the present invention is particularly in the field of motor vehicles using electric motors, used in particular to achieve the traction function.
  • the present invention relates in particular to road vehicles with motorized wheels or road vehicles with a central motor.
  • a synchronous electric motor such as those used in motor vehicles, comprises, at the stator, a magnetic circuit and coils of electrically conductive wire capable of generating a stator magnetic flux, and at the rotor permanent magnets or electromagnets and a magnetic circuit generating a rotor magnetic flux; such a motor is equipped with a resolver giving the position of the rotor relative to the stator.
  • Such a motor is always associated with an inverter to control it.
  • inverter to control it.
  • the skilled person knows that in practice, such an engine is reversible, that is to say that it also operates alternator. When speaking of motor below is for convenience of language, it being understood that in the context of the present invention, there is no need to distinguish between a motor operation and alternator operation.
  • the source of electrical energy is a DC source such as a battery or a fuel cell, the energy being transported by a continuous power bus.
  • the engine control inverter comprises an inverter transforming the DC signal into an alternating signal of amplitude and of frequency adapted to the operating instructions of the engine.
  • the role of the three-phase inverter associated with a permanent magnet synchronous motor is to generate a desired mechanical torque at the motor shaft output from a continuous power supply.
  • three-phase machines are used. The principle of operation is as follows: the interaction between the stator magnetic field of the motor, created by the current in the winding, and the rotor magnetic field, created by the magnets, produces a mechanical torque.
  • the inverter From the DC voltage of the power supply, the inverter, thanks to three branches of power transistors, realizes a system of three-phase currents of appropriate amplitude, appropriate frequency and appropriate phase with respect to the rotor field, to feed the three phases of the engine.
  • the inverter In order to control the amplitude of the currents, the inverter has current sensors making it possible to know the currents of each phase of the motor.
  • the inverter receives signals from a resolver that measures the position of the rotor relative to the stator.
  • the inverter from the torque-current modeling of the motor, determines the instructions of the phase currents of the motor and realizes them through its regulators.
  • the inverter does not control the torque, but the motor current, which can prevent the detection of certain malfunctions.
  • the currents are seen by the inverter as being slaved correctly without producing the expected torque on the motor shaft.
  • the inverter-motor system In the case of an electric motor performing a traction function, it is important that the inverter-motor system respects the intention of the driver without uncontrolled reaction, especially in case of malfunction, which may for example lead to generating a torque acceleration or inadvertent braking.
  • the present invention therefore aims to provide a control inverter for detecting any malfunctions engine or inverter.
  • the present invention also aims at providing a driving inverter for correcting these possible malfunctions.
  • Inverter for driving an electric motor installed in a road vehicle, said inverter comprising: at least one sensor for measuring a voltage and a current within the inverter; storage means for recording the measured values on a mechanical revolution of the electric motor, means for calculating, at the end of the electric revolution, a mean electrical power as a function of the recorded values and the instantaneous electrical powers, - means for calculating the average value of a difference based on the instantaneous electric powers and the average electrical power, means for correcting a torque ripple in the case where the value of the difference is greater than a predetermined threshold.
  • the objective of the present invention is to detect whether a torque ripple is abnormal, that is to say if it exceeds an acceptable ripple threshold.
  • a torque ripple is abnormal, that is to say if it exceeds an acceptable ripple threshold.
  • the inverter comprises means for calculating the amplitude of the ripple.
  • the means for correcting a torque ripple act as a function of the determined amplitude.
  • the absolute value of the determined difference is used to perform the comparison with the threshold.
  • the predetermined threshold is, for example, of the order of 5 Nm. However, this value may differ from one vehicle to another, and is fixed, for example, from the behavior of each vehicle in abnormal situation.
  • all the storage and calculation operations are performed, not on an electric lathe, but on a resolver lathe.
  • the resolver lathe To obtain an absolute electrical position from a measurement made on a resolver lathe, it is necessary for the resolver lathe to be an integer multiple of the lathe.
  • the data acquisition on a resolver lathe corresponds to one acquisition out of three, respectively four, electric towers.
  • Such an embodiment has several advantages. On the one hand, a greater convenience of realization, and on the other hand a greater precision since the average values calculated are thus from a greater number of values, which makes it possible to increase the precision of the computations.
  • the storage means comprise, for example, a first memory for recording the measurements made on a first electric lathe, or on a first lathe of resolver, and a second memory for recording the measurements made on a second electric lathe or a lathe. second round of resolver after triggering the calculation of the average power at the end of the first electric revolution or first revolution of resolver.
  • a control inverter according to the invention converts continuous three-phase. It is therefore possible to perform measurements and torque estimates either at the DC bus or at the three-phase level.
  • the inverter comprises at least one bus voltage sensor Ud c and at least one bus current sensor Id c .
  • the acquisition and storage of the measurements from these sensors thus make it possible to determine an average electrical power on the DC, and it is from this power that the torque achieved is determined.
  • the inverter comprises sensors for measuring at least two phase currents at the output of the inverter, and a voltage on the DC bus.
  • the electrical power at the three-phase output of the inverter is calculated from the measurements of the phase currents ia and ic (see Figure 1 described later), the bus voltage (Udc) and the respective commands of the modulators of the inverter. pulse width (PWM-A, PWM-B, PWM-C).
  • PWM-A, PWM-B, PWM-C pulse width
  • the torque produced is determined from the three-phase electrical power.
  • the driving inverter further comprises means for subtracting the average electrical power from the measured losses.
  • the continuous power is measured at the input of the inverter, and it must therefore subtract all losses inverter, motor losses and losses in the three-phase line.
  • the three-phase power being measured at the output of the inverter, it is necessary to remove only the motor losses and the losses in the three-phase line. These losses include, in particular, iron losses, inverter losses and Joule losses in the motor and in the three-phase line.
  • the inverter comprises means for sampling, as a function of the speed of rotation of the engine, the measured values before their recording.
  • the inverter comprises means for calculating a setpoint torque from setpoint currents and from the rotor temperature of the motor.
  • the inverter comprises means for transmitting the difference between the torque produced and the measured torque to an electronic supervision device installed in the road vehicle.
  • the inverter comprises means for transmitting the state of a detected fault, determined according to this difference. Indeed, especially in the case of a motorized wheeled vehicle, if an electronic device supervises the general behavior of the vehicle, it is useful for it to have information on the detected malfunctions, including a torque error, so that, if necessary , to control a corrective action on another wheel.
  • the torque error correction means comprise means for stopping the electric motor. Indeed when a torque error is detected, it means that the actual torque is different from the target torque. However, in the case of a motorized wheeled vehicle, the torque settings of the different motors are equal, or at least interrelated. Thus, if one of the torques achieved does not correspond to the target torque, this may lead to a destabilization of the vehicle with, for example, very different torques applied to the two front wheels of a vehicle, which may lead to a very dangerous situation. In this case, a relatively safe fallback situation consists in completely canceling the torque on the motor in which the malfunction has been detected, and this cancellation is done, for example, by completely stopping the electric motor.
  • This shutdown is controlled, for example, by blocking the application of the PWM-A, PWM-B, PWM-C commands to the power component.
  • the electric motor in the case of a motorized wheel vehicle, operates only one wheel.
  • the torque error correction means comprise stopping means of the electric vehicle.
  • the means for stopping the vehicle are, for example, controlled by an electronic device for monitoring the vehicle, and the driving inverter has means for communicating with this electronic supervision device.
  • the present invention also relates to an electronic supervision device intended to be installed in a vehicle comprising at least a first and a second wheel drive subsystem, each subsystem comprising at least one inverter according to the invention. invention, a wheel and an electric motor installed on said wheel.
  • This electronic supervision device comprises: means for receiving a measurement made by a sensor installed in the first subsystem, means for determining, as a function of the measurement received, an anomaly in the vehicle, means for determining, in function of the anomaly and a set of predetermined strategies, a corrective action to be implemented in the vehicle, and means for transmitting to the inverter installed in the second subsystem a setpoint corresponding to the corrective action.
  • the supervision device further comprises means for accessing a database comprising all of the predetermined strategies.
  • the predetermined strategies are included in the group comprising: strategies for supervising a data bus, vehicle traction supervision strategies, vehicle suspension supervision strategies, state monitoring strategies for a continuous power source installed in the vehicle, temperature supervision strategies within an engine and cooling system, and vehicle sensor supervision strategies.
  • FIG. 1 represents the block diagram of a control inverter connected to a three-phase electric motor
  • FIG. 2 represents, in the form of a block diagram, the calculation of a setpoint torque.
  • FIG. 3 represents, in the form of a block diagram, the calculation of the torque actually produced on the motor output shaft.
  • FIG. 1 shows a control inverter 10 connected to a three-phase electric motor 6.
  • This inverter 10 comprises various elements described hereinafter.
  • a setpoint generator 1 makes it possible to determine, as a function of a requested torque C, and of the limitations of the system (bus voltage and current Ud c and Id c , motor rotation speed ⁇ and the angular position of the rotor relative to the stator ⁇ ), instructions la and I q to achieve. From these instructions Id and Iq, it is possible to determine, via a torque estimator 4, a torque C to be made. Depending on the torque to be achieved and the speed of rotation of the motor ⁇ , a power can be calculated.
  • the inverter 10 comprises a device 2 for slaving the setpoint currents Id and Iq from the elements from the resolver 7 and the treatment 5 applied.
  • the resolver 7 transforms an angle, corresponding to the angular position of the rotor with respect to the stator, in electrical setpoint, in the form of two sine and cosine components, and the processing 5 makes it possible to carry out the reverse operation to find the value of the rotor angle and the rotation speed of the motor .
  • the device 2 can generate three PWM-A, PWM-B and PWM-C signals, which will be converted by the power circuit 3 into three-phase signals intended to supply the motor 6.
  • the inverter comprises a calculation means 30 (see FIG.
  • a first table stored in a memory of the inverter, is filled with sampled bus voltage and current measurements during at least one electrical revolution.
  • a mechanical lathe does not necessarily correspond to an electric lathe, since the electric lathe depends on the number of pairs of poles.
  • a mechanical lathe corresponds to two electric towers.
  • the measurements are acquired on a resolver lathe to obtain sufficiently complete information and to be able to deduce a possible torque error, or a possible ripple.
  • the inverter saves the measured values in a table at the rate of one measurement every 100 microseconds.
  • a sampling every 100 microseconds could lead to too large a table size.
  • a table of fixed size for example 200 values, is used, and the values are sub-sampled according to the speed of rotation of the motor.
  • the inverter acquires only one value out of six compared to the basic sampling, a value every 600 microseconds.
  • the inverter acquires only one value out of three, namely a value every 300 microseconds.
  • rotational speeds above 3500 rpm it is possible to acquire values every 100 microseconds.
  • the second step begins when an electric tower has elapsed. At this point, the processing of the data recorded in the first table begins. This treatment will be described in the following paragraph. At the same time, the acquisition of the values continues on the next turn, according to the same rules, and the values are recorded in a second table. In one embodiment, only two arrays are used, which means that the values acquired on a third electric lathe will be recorded in the first table, instead of the values that have been processed in the meantime.
  • the mechanical torque is calculated from the average electrical power and the speed of rotation of the motor ⁇ . This rotational speed is itself determined from measurements and processing performed on the signals from the resolver (block 5).
  • the inverter comprises means for applying an arbitrary efficiency to the electrical power in order to evaluate the mechanical power that will be used to calculate the mechanical torque.
  • the inverter comprises means for subtracting the calculated average electrical power, the sum 31 of the motor losses. This approach is, of course, more consuming in computing time, but allows to obtain a greater precision.
  • the motor losses include:
  • Motor losses 32 The iron losses depend on the electric frequency, and therefore on the rotational speed ⁇ , and on the other hand, the motor current.
  • the iron losses are evaluated from motor losses for an average load current which minimizes the error of losses iron, and the speed of rotation of the motor ⁇ ,
  • the losses inverter and cable 33 which depend on the motor current I word , - Joule motor losses 34 which are calculated from Joule losses 35 as a function of the motor current for a winding at 180 ° C, transposed for the operating temperature of the winding T measured or evaluated.
  • the inverter comprises means for determining the torque to be produced, as described with the aid of FIG. 2.
  • the motor torque is calculated at block 20 at a rotor temperature of 25.degree. about 50 ° C from the set-point currents Ia and Iq .
  • the electromagnetic torque decreases because of the negative temperature coefficient on the residual induction of magnets. This phenomenon is particularly important in the case of permanent magnets of Neodymium-Iron-Boron (NdFeB) type, which have a high temperature coefficient.
  • the rotor temperature torque of about 50 ° C is compensated, block 21, depending on the actual rotor temperature.
  • an estimate of this rotor temperature is made in block 22.
  • the reference torque that will be used for signaling a fault is the torque to be calculated.
  • the reference torque is the average between the torque to be calculated as indicated and the torque to be made at the instant minus one.
  • an incoherent motor torque leads to acceleration or inadvertent braking, regardless of the driver's will which can be very dangerous in terms of the behavior of the vehicle, and must absolutely be avoided. Therefore, when the inverter detects a discrepancy indicating a malfunction, it commands an action of correction of the error.
  • This correction action is, for example, a stopping action of the electric machine, causing a freewheeling of the wheel concerned.
  • a complementary correction action may consist of a fault signaling transmitted to a general supervision body of the vehicle, which can then control a stopping action of the vehicle, or a correction action on another vehicle wheel.
  • an inverter according to the invention is also used to perform a torque ripple detection. Indeed, it is possible that the couple actually performed on the output shaft of the motor is, on average, close to the target torque, but it has more or less significant ripples. These corrugations may, for example, be the sign of a malfunction of an element of the electrical circuit, which could, in the long term, have serious consequences on the operation of the system if it does not command a corrective action.
  • the detection of a torque ripple uses the same measured values as the detection of a torque error.
  • This average value of the absolute value of the difference is then expressed either in absolute value of torque, that is to say that one makes the difference of each power divided by the speed of rotation, or as a percentage of the electric power average
  • this average value is greater, in absolute value or in percentage at a predetermined value, it means that a fault has appeared in the system, and a corrective action is then controlled by the inverter.
  • This corrective action consists, for example, in stopping the electric machine and thus in setting the wheel concerned freewheeling.
  • the torque produced is determined by dividing a mean power measured by a rotational speed of the engine.
  • the means for correcting the torque error are disabled when the rotational speed is less than a predetermined value.
  • the means for correcting the torque error are deactivated when the dynamics of variation of the setpoint of couple gets too high.
  • the measurements and calculations are performed on at least one electric tower, and can therefore be relatively accurate only if the operating point (speed, torque) is stable on the lap considered.
  • the present invention does not exclude the joint use of means for detecting a torque error and means for detecting a torque ripple.
  • the present invention does not exclude the joint use of correction means for these same parameters.
  • the respective means can be distinct or confused.
  • a control inverter according to the present invention can be used in a general supervision device of a motor vehicle, implementing strategies for detecting or correcting a torque error, detecting or correcting an abnormal ripple. of torque, correction actions that can be performed on a wheel different from that on which the detection was performed.

Abstract

L'invention concerne un onduleur de pilotage d'un moteur électrique installé dans un véhicule routier, ledit onduleur comportant: au moins un capteur pour mesurer une tension et un courant au sein de l'onduleur, des moyens de stockage pour enregistrer les valeurs mesurées sur un tour mécanique du moteur électrique, des moyens pour calculer, à l'issue du tour électrique, une puissance électrique moyenne en fonction des valeurs enregistrées et des puissances électriques instantanées, des moyens pour calculer la valeur moyenne d'une différence basée sur les puissances électriques instantanées et la puissance électrique moyenne, des moyens pour corriger une ondulation de couple dans le cas où la valeur de la différence est supérieure à un seuil prédéterminé.

Description

Onduleur de pilotage avec détecteur d'ondulation anormale de couple
DOMAINE DE L'INVENTION
[0001] La présente invention concerne les moteurs électriques et leur commande. Elle concerne plus particulièrement les onduleurs de pilotage de tels moteurs.
[0002] La présente invention se situe notamment dans le domaine des véhicules automobiles mettant en œuvre des moteurs électriques, utilisés notamment pour réaliser la fonction traction. La présente invention concerne notamment les véhicules routiers à roues motorisées ou les véhicules routiers à moteur central.
ETAT DE LA TECHNIQUE
[0003] On sait qu'un moteur électrique synchrone, tel que ceux utilisés dans les véhicules automobiles comprend, au stator, un circuit magnétique et des bobinages de fil conducteur de l'électricité capables d'engendrer un flux magnétique statorique, et au rotor, des aimants permanents ou des électroaimants et un circuit magnétique engendrant un flux magnétique rotorique ; un tel moteur est équipé d'un résolveur donnant la position du rotor par rapport au stator. Un tel moteur est toujours associé à un onduleur pour en assurer le pilotage. L'homme du métier sait qu'en pratique, un tel moteur est réversible, c'est-à-dire qu'il fonctionne aussi en alternateur. Lorsque l'on parle ci-dessous de moteur, c'est par commodité de langage, étant entendu que dans le contexte de la présente invention, il n'y a pas lieu de distinguer entre un fonctionnement en moteur et un fonctionnement en alternateur.
[0004] Dans de très nombreuses applications, notamment aux véhicules automobiles, la source d'énergie électrique est une source à courant continu comme une batterie ou une pile à combustible, l'énergie étant transportée par un bus de puissance continue. Dans ce cas, l'onduleur de pilotage du moteur comporte un onduleur transformant le signal continu en un signal alternatif d'amplitude et de fréquence adaptées aux consignes de fonctionnement du moteur. Le rôle de l'onduleur triphasé associé à un moteur synchrone à aimant permanent est de générer un couple mécanique souhaité en sortie d'arbre moteur à partir d'une alimentation de puissance continue. [0005] Dans la plupart des applications requérant des puissances importantes, on utilise des machines triphasées. Le principe de fonctionnement est le suivant : l'interaction entre le champ magnétique statorique du moteur, créé par le courant dans le bobinage, et le champ magnétique rotorique, créé par les aimants, produit un couple mécanique. A partir de la tension continue de l'alimentation, l'onduleur, grâce à trois branches de transistors de puissance, réalise un système de courants triphasés d'amplitude appropriée, de fréquence appropriée et de phase appropriée par rapport au champ rotorique, pour alimenter les trois phases du moteur. Afin de contrôler l'amplitude des courants, l'onduleur dispose de capteurs de courant permettant de connaître les courants de chaque phase du moteur. Pour contrôler la fréquence et la phase des courants, l'onduleur reçoit les signaux d'un résolveur qui mesure la position du rotor par rapport au stator.
[0006] L'onduleur, à partir de la modélisation couple-courant du moteur, détermine les consignes des courants de phase du moteur et les réalise grâce à ses régulateurs. L'onduleur n'asservit donc pas le couple, mais le courant du moteur, ce qui peut empêcher la détection de certains dysfonctionnements. Ainsi, dans le cas, par exemple, de composants défectueux dans l'onduleur ou dans le moteur, il se peut que les courants soient vus par l'onduleur comme étant asservis correctement sans pour autant produire le couple attendu sur l'arbre du moteur. [0007] Dans le cas d'un moteur électrique réalisant une fonction de traction, il est important que le système onduleur-moteur respecte l'intention du conducteur sans réaction incontrôlée, notamment en cas de dysfonctionnement, pouvant par exemple conduire à générer un couple d'accélération ou de freinage intempestif. Dans le cas particulier d'un véhicule automobile à roues motorisées, comportant au moins deux roues équipées chacune d'un moteur électrique, il est particulièrement important de sécuriser le fonctionnement des moteurs, afin d'éviter un mauvais comportement d'une roue qui pourrait conduire à un couple différentiel non souhaité entre roues et à une perte de contrôle du véhicule de la part du conducteur. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
[0008] La présente invention vise donc à proposer un onduleur de pilotage permettant de détecter d'éventuels dysfonctionnements moteur ou onduleur. La présente invention vise également à proposer un onduleur de pilotage permettant de corriger ces éventuels dysfonctionnements.
[0009] Onduleur de pilotage d'un moteur électrique installé dans un véhicule routier, ledit onduleur comportant : au moins un capteur pour mesurer une tension et un courant au sein de l'onduleur, - des moyens de stockage pour enregistrer les valeurs mesurées sur un tour mécanique du moteur électrique, des moyens pour calculer, à l'issue du tour électrique, une puissance électrique moyenne en fonction des valeurs enregistrées et des puissances électriques instantanées, - des moyens pour calculer la valeur moyenne d'une différence basée sur les puissances électriques instantanées et la puissance électrique moyenne, des moyens pour corriger une ondulation de couple dans le cas où la valeur de la différence est supérieure à un seuil prédéterminé.
[0010] L'objectif de la présente invention est de détecter si une ondulation de couple est anormale, c'est-à-dire si elle excède un seuil d'ondulation acceptable. A cet effet, il est possible d'utiliser plusieurs valeurs. On peut, par exemple, calculer la valeur absolue de la valeur moyenne de la différence entre les puissances électriques instantanées et la puissance électrique moyenne, et exprimer cette valeur absolue sous forme de pourcentage. On peut également diviser les puissances électriques par la vitesse de rotation du moteur, et calculer la valeur absolue de la valeur moyenne de la différence entre les couples ainsi obtenus.
[0011] Dans une réalisation particulière, l'onduleur comprend des moyens de calcul de l'amplitude de l'ondulation. Dans cette réalisation particulière, les moyens pour corriger une ondulation de couple agissent en fonction de l'amplitude déterminée. [0012] Un autre aspect de l'invention concerne un onduleur de pilotage d'un moteur électrique installé dans un véhicule routier, ledit onduleur comportant : au moins un capteur pour mesurer au moins une tension et au moins un courant au sein de l'onduleur,
- des moyens de stockage pour enregistrer les valeurs mesurées sur un tour électrique du moteur,
des moyens pour calculer, à l'issue du tour électrique, une puissance électrique moyenne en fonction des valeurs enregistrées,
des moyens pour calculer, à partir de la puissance électrique moyenne et de la vitesse de rotation du moteur sur le tour électrique, un couple réalisé sur l'arbre de sortie du moteur électrique,
des moyens pour déterminer un écart entre le couple réalisé et un couple de consigne de l'onduleur, et
des moyens pour corriger l'erreur de couple dans le cas où l'écart déterminé est supérieur à un seuil prédéterminé.
De manière avantageuse, on utilise la valeur absolue de l'écart déterminé pour effectuer la comparaison avec le seuil.
[0013] Les réalisations préférentielles détaillées ci-après s'appliquent pour l'un ou l'autre des aspects de l'invention précédemment décrits. [0014] Dans une réalisation préférentielle de l'invention, le seuil prédéterminé est, par exemple, de l'ordre de 5 Nm. Toutefois, cette valeur peut différer d'un véhicule à l'autre, et est fixée, par exemple, à partir du comportement de chaque véhicule en situation anormale.
[0015] Dans une réalisation particulière, l'ensemble des opérations de stockage et de calcul sont effectués, non pas sur un tour électrique, mais sur un tour de résolveur. Pour obtenir une position électrique absolue à partir d'une mesure effectuée sur un tour de résolveur, il est nécessaire que le tour résolveur soit un multiple entier du tour électrique. Ainsi, dans une machine électrique à trois, respectivement quatre, paires de pôles, on peut utiliser un résolveur à une paire de pôles. Ainsi, l'acquisition de données sur un tour résolveur correspond à une acquisition sur trois, respectivement quatre, tours électriques. Un tel mode de réalisation présente plusieurs avantages. D'une part, une plus grande commodité de réalisation, et d'autre part une plus grande précision puisque les valeurs moyennes calculées le sont donc à partir d'un plus grand nombre de valeurs, ce qui permet d'augmenter la précision des calculs.
[0016] Les moyens de stockage comprennent, par exemple, une première mémoire pour enregistrer les mesures effectuées sur un premier tour électrique, ou sur un premier tour de résolveur, et une seconde mémoire pour enregistrer les mesures effectuées sur un second tour électrique ou un second tour de résolveur après déclenchement du calcul de la puissance moyenne à l'issue du premier tour électrique ou premier tour de résolveur. [0017] Ainsi que décrit précédemment, un onduleur de pilotage selon l'invention transforme du continu en triphasé. Il est donc possible de réaliser les acquisitions de mesure et les estimations de couple soit au niveau du bus continu, soit au niveau du triphasé.
[0018] Ainsi, dans une réalisation particulière, l'onduleur comprend au moins un capteur de tension de bus Udc et au moins un capteur de courant de bus Idc. L'acquisition et le stockage des mesures issues de ces capteurs permettent ainsi de déterminer une puissance électrique moyenne sur le continu, et c'est à partir de cette puissance que le couple réalisé est déterminé.
[0019] Dans une autre réalisation particulière, distincte du mode de réalisation précédent, l'onduleur comprend des capteurs permettant de mesurer au moins deux courants de phase en sortie de l'onduleur, et une tension sur le bus continu. La puissance électrique au niveau de la sortie triphasée de l'onduleur est calculée à partir des mesures des courants de phase ia et ic (voir la figure 1 ultérieurement décrite), de la tension de bus (Udc) et des commandes respectives des modulateurs de largeur d'impulsion (PWM-A, PWM-B, PWM-C). Ainsi, dans cette réalisation, le couple réalisé est déterminé à partir de la puissance électrique en triphasé.
[0020] Dans une réalisation particulière, l'onduleur de pilotage comprend en outre des moyens pour retrancher de la puissance électrique moyenne des pertes mesurées. Selon la puissance électrique utilisée, on ne retranche pas les mêmes pertes. En effet, la puissance en continu est mesurée à l'entrée de l'onduleur, et il faut donc lui retrancher l'ensemble des pertes onduleur, des pertes moteur et des pertes dans la ligne triphasée. En revanche, la puissance en triphasé étant mesurée à la sortie de l'onduleur, il convient de retirer uniquement les pertes moteur et les pertes dans la ligne triphasée. Ces pertes comprennent, notamment, les pertes fer, les pertes variateur et les pertes Joules dans le moteur et dans la ligne triphasée. [0021] Dans une autre réalisation particulière, l'onduleur comprend des moyens pour échantillonner, en fonction de la vitesse de rotation du moteur, les valeurs mesurées avant leur enregistrement. En effet, ainsi que décrit ultérieurement, il est utile de pouvoir échantillonner les valeurs afin de limiter le nombre de valeurs acquises, et ainsi la taille des moyens de stockage de l'onduleur. [0022] Dans une autre réalisation, l'onduleur comprend des moyens pour calculer un couple de consigne à partir de courants de consigne et à partir de la température rotorique du moteur.
[0023] Par ailleurs, dans une réalisation, l'onduleur comprend des moyens pour transmettre l'écart entre le couple réalisé et le couple mesuré à un dispositif électronique de supervision installé dans le véhicule routier. Dans une autre réalisation, l'onduleur comprend des moyens pour transmettre l'état d'un défaut détecté, déterminé en fonction de cet écart. En effet, notamment dans le cas d'un véhicule à roues motorisées, si un dispositif électronique supervise le comportement général du véhicule, il est utile qu'il puisse disposer des informations concernant les dysfonctionnements détectés, notamment une erreur de couple, afin, éventuellement, de commander une action corrective sur une autre roue.
[0024] Dans une réalisation particulière, les moyens de correction d'erreur de couple comprennent des moyens d'arrêt du moteur électrique. En effet lorsqu'une erreur de couple est détectée, cela signifie que le couple effectivement réalisé est différent du couple de consigne. Or, dans le cas d'un véhicule à roues motorisées, les couples de consigne des différents moteurs sont égaux, ou tout au moins liés entre eux. Ainsi, si l'un des couples réalisés ne correspond pas au couple de consigne, cela peut conduire à une déstabilisation du véhicule avec, par exemple, des couples très différents appliqués sur les deux roues avant d'un véhicule, ce qui peut conduire à une situation très dangereuse. Dans ce cas, une situation de repli relativement sécurisée consiste à annuler totalement le couple sur le moteur au sein duquel le dysfonctionnement a été détecté, et cette annulation se fait, par exemple, en arrêtant totalement le moteur électrique. Cet arrêt est commandé, par exemple, en bloquant l'application des commandes PWM-A, PWM-B, PWM-C au composant de puissance. On rappelle ici que le moteur électrique, dans le cas d'un véhicule à roue motorisées, n'actionne qu'une seule roue. [0025] Dans une autre réalisation particulière, les moyens de correction d'erreur de couple comprennent des moyens d'arrêt du véhicule électrique. Les moyens d'arrêt du véhicule sont, par exemple, commandés par un dispositif électronique de supervision du véhicule, et l'onduleur de pilotage dispose de moyens pour communiquer avec ce dispositif électronique de supervision. [0026] Ainsi, la présente invention concerne également un dispositif électronique de supervision, destiné à être installé dans un véhicule comprenant au moins un premier et un second sous-système de pilotage de roues, chaque sous-système comprenant au moins un onduleur selon l'invention, une roue et un moteur électrique installé sur ladite roue. Ce dispositif électronique de supervision comprend : des moyens pour recevoir une mesure effectuée par un capteur installé dans le premier sous-système, des moyens pour déterminer, en fonction de la mesure reçue, une anomalie dans le véhicule, - des moyens pour déterminer, en fonction de l'anomalie et d'un ensemble de stratégies prédéterminées, une action corrective à mettre en place dans le véhicule, et des moyens pour transmettre à l'onduleur installé dans le deuxième sous- système une consigne correspondant à l'action corrective. [0027] Dans une réalisation particulière, le dispositif de supervision comprend en outre des moyens d'accès à une base de données comprenant l'ensemble des stratégies prédéterminées.
[0028] Dans un exemple particulier, les stratégies prédéterminées sont comprises dans le groupe comprenant : des stratégies de supervision d'un bus de données, des stratégies de supervision de la traction d'un véhicule, des stratégies de supervision de la suspension d'un véhicule, des stratégies de supervision de l'état d'une source de puissance continue installée dans le véhicule, des stratégies de supervision de la température au sein d'un moteur et du système de refroidissement, et des stratégies de supervision des capteurs du véhicule.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0029] D'autres objectifs et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation préféré mais non limitatif, illustré par les figures suivantes dans lesquelles :
• la figure 1 représente le schéma fonctionnel d'un onduleur de pilotage branché sur un moteur électrique triphasé,
• la figure 2 représente, sous forme de schéma bloc, le calcul d'un couple de consigne, « la figure 3 représente, sous forme de schéma bloc, le calcul du couple effectivement réalisé sur l'arbre de sortie moteur,
DESCRIPTION DU MEILLEUR MODE DE REALISATION DE L'INVENTION [0030] La figure 1 montre un onduleur de pilotage 10 branché sur un moteur électrique triphasé 6. Cet onduleur 10 comprend différents éléments décrits ci-après. Un générateur de consigne 1 permet de déterminer, en fonction d'un couple Cdemandé, et des limitations du système (tension et courant de bus Udc et Idc, vitesse de rotation moteur Ω et la position angulaire du rotor par rapport au stator Θ), des consignes la et Iq à réaliser. A partir de ces consignes Id et Iq, il est possible de déterminer, via un estimateur de couple 4, un couple C à réaliser. En fonction de ce couple à réaliser et de la vitesse de rotation du moteur Ω, on peut calculer une puissance à réaliser.
[0031] Par ailleurs, l'onduleur 10 comprend un dispositif 2 permettant d'asservir les courants de consigne Id et Iq à partir des éléments issus du résolveur 7 et du traitement 5 appliqué. En effet, le résolveur 7 transforme un angle, correspondant à la position angulaire du rotor par rapport au stator, en consigne électrique, sous forme de deux composantes sinus et cosinus, et le traitement 5 permet d'effectuer l'opération inverse pour retrouver la valeur de l'angle rotor et la vitesse de rotation du moteur. A partir de ces éléments, le dispositif 2 peut générer trois signaux PWM-A, PWM-B et PWM-C, qui seront convertis par le circuit de puissance 3 en des signaux triphasés destinés à alimenter le moteur 6.
[0032] Dans un tel dispositif, il est utile, afin de garantir un fonctionnement sûr, de sécuriser certains des calculs effectués. Ainsi, il est utile de détecter des erreurs sur le couple réalisé, ou des ondulations anormales sur le couple. [0033] De par la construction du moteur, il est normal d'observer une légère fluctuation du couple, de l'ordre de quelques pourcents, sur un tour électrique. De par l'équilibre des puissances, la fluctuation de la puissance mécanique de sortie, due à la fluctuation de couple, se traduit également par une fluctuation de la puissance électrique en entrée du système. Le couple réalisé sur l'arbre de sortie du moteur électrique est donc calculé à partir de la puissance mécanique moyenne sur au moins un tour électrique. A cet effet, l'onduleur comprend un moyen de calcul 30 (voir figure 3), des capteurs qui mesurent une tension de bus Udc et un courant de bus Idc, permettant de déterminer la puissance électrique d'entrée. Il est à noter ici qu'on effectue la description détaillée dans le cas où la puissance électrique est déterminée au niveau du continu, c'est-à-dire en entrée de l'onduleur. Toutefois, des moyens analogues pourraient être détaillés dans le cas où la puissance électrique est déterminée au niveau du triphasé.
[0034] Cette détermination de la puissance électrique d'entrée est effectuée en deux étapes. Dans une première étape, on remplit un premier tableau, enregistré dans une mémoire de l'onduleur, avec des mesures de tension et courant de bus échantillonnées durant au moins un tour électrique. Il est à noter ici que, dans une machine électrique, un tour mécanique ne correspondant pas nécessairement à un tour électrique, puisque le tour électrique dépend du nombre de paires de pôles. Ainsi, sur une machine comprenant deux paires de pôles, un tour mécanique correspond à deux tours électriques. Dans une réalisation de la présente invention, on fait l'acquisition des mesures sur un tour résolveur pour obtenir des informations suffisamment complètes et pouvoir en déduire une éventuelle erreur de couple, ou une éventuelle ondulation. Sur un tour électrique, l'onduleur enregistre donc les valeurs mesurées dans un tableau, au rythme d'une mesure tous les 100 microsecondes.
[0035] Dans la suite de la description, on utilisera le terme de « tour électrique », mais l'homme du métier comprendra que les exemples ici détaillés s'appliquent également dans le cas où on travaille sur un tour résolveur.
[0036] Toutefois, dans le cas où la machine électrique tourne à une faible vitesse, un échantillonnage toutes les 100 microsecondes pourrait conduire à une taille de tableau trop importante. Par exemple, pour une vitesse de 500 tr/min, un tel échantillonnage conduirait à l'enregistrement de 1200 valeurs. Ainsi, dans une réalisation préférentielle, on utilise un tableau de taille fixe, par exemple 200 valeurs, et on sous-échantillonne les valeurs selon la vitesse de rotation du moteur. Par exemple, pour une vitesse comprise entre 500 et 1500 tr/min, l'onduleur ne fait l'acquisition que d'une valeur sur six par rapport à l'échantillonnage de base, soit une valeur toutes les 600 microsecondes. Pour une vitesse comprise entre 1500 et 3500 tr/min, l'onduleur ne fait l'acquisition que d'une valeur sur trois, à savoir une valeur toutes les 300 microsecondes. En revanche, pour des vitesses de rotation supérieures à 3500 tours/min, il est possible de faire l'acquisition des valeurs toutes les 100 microsecondes.
[0037] La deuxième étape débute lorsqu'un tour électrique s'est écoulé. A ce moment-là, le traitement des données enregistrées dans le premier tableau commence. Ce traitement va être décrit dans le paragraphe suivant. Dans le même temps, l'acquisition des valeurs se poursuit sur le tour suivant, selon les mêmes règles, et les valeurs sont enregistrées dans un deuxième tableau. Dans une réalisation, seuls deux tableaux sont utilisés, ce qui signifie que les valeurs acquises sur un troisième tour électrique seront enregistrées dans le premier tableau, en lieu et place des valeurs dont le traitement aura été effectué entre temps.
[0038] A partir des données enregistrées dans le premier tableau, il est possible de calculer une puissance moyenne 30, en utilisant la formule Puissance = courant de bus * tension de bus et en intégrant les résultats sur la période d'acquisition. Cette puissance est une puissance électrique moyenne d'entrée. Afin de pouvoir calculer le couple mécanique en sortie sur l'arbre moteur, il convient d'obtenir la puissance mécanique effectivement consommée. Dans un mode de réalisation, correspond à une démarche simplifiée, le couple mécanique est calculé à partir de la puissance électrique moyenne et de la vitesse de rotation du moteur Ω. Cette vitesse de rotation est elle-même déterminée à partir des mesures et traitements effectués sur les signaux issus du résolveur (bloc 5).
[0039] Dans un autre mode de réalisation, l'onduleur comporte des moyens pour appliquer un rendement arbitraire à la puissance électrique afin d'évaluer la puissance mécanique qui servira au calcul du couple mécanique.
[0040] Dans un autre mode de réalisation encore, l'onduleur comporte des moyens pour soustraire à la puissance électrique moyenne calculée, la somme 31 des pertes moteur. Cette démarche est, certes, plus consommatrice en temps de calcul, mais permet d'obtenir une plus grande précision.
[0041] Les pertes moteurs comprennent :
Les pertes fer moteur 32. Les pertes fer dépendent d'une part de la fréquence électrique, donc de la vitesse de rotation Ω, et d'autre part du courant moteur.
Pour simplifier les calculs, dans la présente réalisation, les pertes fer sont évaluées à partir de pertes fer moteur pour un courant de charge moyen qui minimise l'erreur de pertes fer, et de la vitesse de rotation du moteur Ω,
Les pertes variateur et câble 33, qui dépendent du courant moteur Imot, - Les pertes Joules moteur 34 qui sont calculées à partir de Pertes Joules 35 en fonction du courant moteur pour un bobinage à 180°C, transposées pour la température de fonctionnement du bobinage T mesurée ou évaluée.
[0042] Lorsque la puissance mécanique moyenne sur un tour est connue, il convient de la diviser (bloc 36 sur la figure 3) par la vitesse moteur pour déterminer le couple effectivement réalisé - ou couple mesuré - sur l'arbre de sortie du moteur.
[0043] Par ailleurs, l'onduleur comporte des moyens pour déterminer le couple à réaliser, ainsi que décrit à l'aide de la figure 2. Dans un premier temps, on calcule, bloc 20, le couple moteur à une température rotor d'environ 50°C à partir des courants de consigne la et Iq. Or, si la température rotor augmente, le couple électromagnétique diminue du fait du coefficient de température négatif sur l'induction rémanente des aimants. Ce phénomène est particulièrement important dans le cas d'aimants permanents de type Néodyme-Fer-Bore (NdFeB), qui présentent un fort coefficient de température.
[0044] Pour tenir compte de cette diminution, le couple à température rotorique d'environ 50°C est compensé, bloc 21, en fonction de la température rotorique réelle. A cet effet, on réalise, au bloc 22, une estimation de cette température rotorique.
[0045] Dans un exemple, le couple de référence qui sera utilisé pour la signalisation d'un défaut est le couple à réaliser ainsi calculé. Dans un autre exemple, le couple de référence est la moyenne entre le couple à réaliser calculé comme indiqué et le couple à réaliser à l'instant moins un.
[0046] Il est alors possible de calculer un écart entre le couple de référence et le couple effectivement réalisé ou couple mesuré. Si cet écart est trop important, notamment supérieur à une valeur prédéterminée, cela indique la présence d'un dysfonctionnement dans l'onduleur de pilotage ou dans le moteur, et donc une perte de contrôle sur le couple moteur.
[0047] Or, un couple moteur incohérent conduit à une accélération ou un freinage intempestif, indépendamment de la volonté conducteur ce qui peut s'avérer très dangereuse au niveau du comportement du véhicule, et doit donc absolument être évitée. Par conséquent, lorsque l'onduleur détecte un écart indiquant un dysfonctionnement, il commande une action de correction de l'erreur. Cette action de correction est, par exemple, une action d'arrêt de la machine électrique, provoquant une mise en roue libre de la roue concernée.
[0048] Dans une réalisation particulière, une action de correction complémentaire peut consister en une signalisation de défaut transmise à un organe de supervision générale du véhicule, qui peut alors commander une action d'arrêt du véhicule, ou une action de correction sur une autre roue du véhicule.
[0049] Dans le procédé de détection qui vient d'être décrit, on utilise des valeurs moyennes, et il peut donc se produire qu'un dysfonctionnement ne soit pas détecté. Ainsi, dans un autre exemple, un onduleur selon l'invention est également utilisé pour effectuer une détection d'ondulation de couple. En effet, il est possible que le couple effectivement réalisé sur l'arbre de sortie du moteur soit, en moyenne, proche du couple de consigne, mais qu'il présente des ondulations plus ou moins importantes. Ces ondulations peuvent, par exemple, être le signe d'un dysfonctionnement d'un élément du circuit électrique, qui pourrait, à terme, avoir des conséquences graves sur le fonctionnement du système si on ne commande pas une action corrective.
[0050] La détection d'une ondulation de couple utilise les mêmes valeurs mesurées que la détection d'une erreur de couple. Ainsi, on remplit un tableau avec des valeurs mesurées sur un tour électrique, comme précédemment décrit, mais le traitement effectué sur les données diffère. En effet, afin de détecter une ondulation de couple, il convient de calculer la valeur moyenne, sur la période d'acquisition, de la valeur absolue de la différence entre la puissance électrique moyenne et la puissance électrique instantanée, calculée à partir de chaque couple de valeurs tension et courant de bus stocké. Cette valeur moyenne de la valeur absolue de la différence est alors exprimée soit en valeur absolue de couple, c'est-à-dire qu'on fait la différence de chaque puissance divisée par la vitesse de rotation, soit en pourcentage de la puissance électrique moyenne
[0051] Si cette valeur moyenne est supérieure, en valeur absolue ou en pourcentage à une valeur prédéterminée cela signifie qu'un défaut est apparu dans le système, et une action corrective est alors commandée par l'onduleur. Cette action corrective consiste, par exemple, à arrêter la machine électrique et donc à mettre la roue concernée en roue libre.
[0052] Ainsi que décrit précédemment, le couple réalisé est déterminé en divisant une puissance moyenne mesurée par une vitesse de rotation du moteur. Or, si le moteur fonctionne à vitesse très faible, le couple estimé va tendre vers une très grande valeur. Dans ce cas, la moindre imprécision dans les mesures ou dans l'estimation des pertes peut conduire à une mauvaise estimation du couple réalisé, et ainsi à une mauvaise détection d'erreur. Par conséquent, dans une réalisation particulière, les moyens pour corriger l'erreur de couple sont désactivés lorsque la vitesse de rotation est inférieure à une valeur prédéterminée. [0053] Dans une autre réalisation préférentielle, les moyens pour corriger l'erreur de couple sont désactivés lorsque la dynamique de variation de la consigne de couple devient trop élevée. En effet, comme décrit précédemment, les mesures et calculs sont effectués sur au moins un tour électrique, et ne peuvent donc être relativement précis que si le point de fonctionnement (vitesse, couple) est stable sur le tour considéré. [0054] La présente invention n'exclut pas l'utilisation conjointe de moyens de détection d'une erreur de couple et de moyens de détection d'une ondulation de couple. De la même façon, la présence invention n'exclut pas l'utilisation conjointe de moyens de correction de ces mêmes paramètres. Par ailleurs, dans le cas d'une telle utilisation conjointe, les moyens respectifs peuvent être distincts ou confondus. [0055] De manière générale, un onduleur de pilotage selon la présence invention peut être utilisé dans un dispositif de supervision générale d'un véhicule automobile, mettant en œuvre des stratégies pour détecter ou corriger une erreur de couple, détecter ou corriger une ondulation anormale de couple, les actions de correction pouvant être effectuées sur une roue distinctes de celle sur laquelle la détection a été effectuée.

Claims

REVENDICATIONS
Onduleur de pilotage (là) d'un moteur électrique (6) installé dans un véhicule routier, ledit onduleur comportant :
au moins un capteur pour mesurer une tension et un courant au sein de l'onduleur, des moyens de stockage pour enregistrer les valeurs mesurées sur un tour mécanique du moteur électrique,
des moyens pour calculer, à l'issue du tour électrique, une puissance électrique moyenne en fonction des valeurs enregistrées et des puissances électriques instantanées, des moyens pour calculer la valeur moyenne d'une différence basée sur les puissances électriques instantanées et la puissance électrique moyenne,
des moyens pour corriger une ondulation de couple dans le cas où la valeur de la différence est supérieure à un seuil prédéterminé.
Onduleur de pilotage selon la revendication 1, comprenant au moins un capteur de tension de bus et au moins un capteur de courant de bus.
Onduleur de pilotage selon la revendication 1, comprenant au moins deux capteurs de courants de phase et au moins un capteur de tension de bus.
Onduleur de pilotage selon l'une des revendications précédentes comprenant des moyens pour échantillonner, en fonction de la vitesse de rotation du moteur, les valeurs mesurées avant leur enregistrement.
Onduleur de pilotage selon l'une des revendications précédentes comprenant des moyens, à l'issue du premier tour électrique, pour déclencher le calcul de la puissance moyenne et des puissances instantanées.
Onduleur de pilotage selon la revendication 5 dans lequel les moyens de stockage comprennent une première mémoire pour enregistrer les mesures effectuées sur un premier tour électrique, et une seconde mémoire pour enregistrer les mesures effectuées sur un second tour électrique après déclenchement du calcul de la puissance moyenne.
7. Onduleur selon l'une des revendications précédentes comprenant, en outre, des moyens de calcul de l'amplitude de l'ondulation.
8. Onduleur selon la revendication 7 dans lequel les moyens pour corriger une ondulation de couple agissent en fonction de l'amplitude déterminée.
9. Dispositif électronique de supervision, destiné à être installé dans un véhicule comprenant au moins un premier et un second sous-système de pilotage de roues, chaque sous-système comprenant au moins un onduleur selon l'une des revendications 1 à 8, une roue et un moteur électrique installé sur ladite roue, ledit dispositif électronique de supervision comprenant :
des moyens pour recevoir une mesure effectuée par un capteur installé dans le premier sous-système,
des moyens pour déterminer, en fonction de la mesure reçue, une anomalie dans le véhicule,
des moyens pour déterminer, en fonction de l'anomalie et d'un ensemble de stratégies prédéterminées, une action corrective à mettre en place dans le véhicule, et
des moyens pour transmettre à l'onduleur installé dans le deuxième sous- système une consigne correspondant à l'action corrective.
10. Dispositif électronique de supervision selon la revendication 9, comprenant en outre des moyens d'accès à une base de données comprenant l'ensemble des stratégies prédéterminées.
11. Dispositif électronique de supervision selon la revendication 9 ou 10, dans lequel les stratégies prédéterminées sont comprises dans le groupe comprenant : des stratégies de supervision d'un bus de données, des stratégies de supervision de la traction d'un véhicule, des stratégies de supervision de la suspension d'un véhicule, des stratégies de supervision de l'état d'une source de puissance continue installée dans le véhicule, des stratégies de supervision de la température au sein d'un moteur et du système de refroidissement, et des stratégies de supervision des capteurs du véhicule.
EP12810251.4A 2011-12-21 2012-12-19 Onduleur de pilotage avec détecteur d'ondulation anormale de couple Withdrawn EP2794337A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1162163A FR2985113B1 (fr) 2011-12-21 2011-12-21 Onduleur de pilotage avec detecteur d'ondulation anormale de couple
PCT/EP2012/076223 WO2013092755A1 (fr) 2011-12-21 2012-12-19 Onduleur de pilotage avec détecteur d'ondulation anormale de couple

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2794337A1 true EP2794337A1 (fr) 2014-10-29

Family

ID=47504956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP12810251.4A Withdrawn EP2794337A1 (fr) 2011-12-21 2012-12-19 Onduleur de pilotage avec détecteur d'ondulation anormale de couple

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20140361612A1 (fr)
EP (1) EP2794337A1 (fr)
JP (1) JP2015502736A (fr)
CN (1) CN104024026B (fr)
FR (1) FR2985113B1 (fr)
WO (1) WO2013092755A1 (fr)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2960357B1 (fr) * 2010-05-21 2012-06-29 Soc Tech Michelin Procede de reglage automatique d'un resolveur d'une machine electrique
US10254374B2 (en) * 2013-07-16 2019-04-09 Ford Global Technologies, Llc Method of current sensor related torque error estimation for IPMSM e-drive system
WO2015160268A1 (fr) * 2014-04-16 2015-10-22 Fisher & Paykel Healthcare Limited Procédés et systèmes d'administration de gaz à un patient
US9448135B2 (en) * 2014-07-16 2016-09-20 Ford Global Technologies, Llc Torque error detection and torque estimation system
WO2018142486A1 (fr) 2017-01-31 2018-08-09 株式会社日立産機システム Compresseur à mouvement rotatif
FR3099972B1 (fr) * 2019-08-13 2021-07-09 Continental Automotive Gmbh Procédé de gestion d’un couple à fournir par un moteur électrique
CN110518857B (zh) * 2019-10-09 2021-04-06 中山大洋电机股份有限公司 无位置传感器矢量控制永磁同步电机的堵转状态判断方法
CN112937313A (zh) * 2021-02-08 2021-06-11 重庆长安新能源汽车科技有限公司 纯电动车电机转矩控制方法及装置、存储介质

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3517694A1 (de) * 1984-05-21 1985-11-21 Mitsubishi Electric Corp Steuerschaltung fuer einen inverter
FR2665589B1 (fr) * 1990-08-01 1992-10-09 Alsthom Gec Procede et dispositif d'estimation de flux d'induction magnetique d'un moteur asynchrone, en vue notamment de la commande de ce moteur par regulation de flux.
JPH07322404A (ja) * 1994-05-20 1995-12-08 Fuji Heavy Ind Ltd 電気自動車の駆動制御装置
US6078801A (en) * 1998-01-05 2000-06-20 Motorola, Inc. Method and apparatus for optimized post detection filtering for simulcast receivers
JP2001132333A (ja) * 1999-11-01 2001-05-15 Alps Electric Co Ltd パワーウインド装置の挟み込み検知方法
JP4116609B2 (ja) * 2004-11-04 2008-07-09 パナソニックＥｖエナジー株式会社 電源制御装置、電動車両および電池制御ユニット
JP4816645B2 (ja) * 2005-09-26 2011-11-16 株式会社安川電機 Ａｃ同期モータの初期磁極位置推定装置
JP4774975B2 (ja) * 2005-12-15 2011-09-21 トヨタ自動車株式会社 電動機の制御装置
WO2008001572A1 (fr) * 2006-06-28 2008-01-03 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Dispositif de commande d'onduleur et son procédé de fonctionnement
US7755310B2 (en) * 2007-09-11 2010-07-13 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and apparatus for electric motor torque monitoring
JP2009131043A (ja) * 2007-11-22 2009-06-11 Hitachi Ltd モータ制御装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2013092755A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015502736A (ja) 2015-01-22
US20140361612A1 (en) 2014-12-11
FR2985113B1 (fr) 2014-01-24
CN104024026B (zh) 2016-06-22
CN104024026A (zh) 2014-09-03
FR2985113A1 (fr) 2013-06-28
WO2013092755A1 (fr) 2013-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013092755A1 (fr) Onduleur de pilotage avec détecteur d'ondulation anormale de couple
WO2013092752A1 (fr) Onduleur de pilotage avec détecteur d'erreur de couple
FR2894735A1 (fr) Generateur-moteur synchrone a enroulement de champ
EP2124327B1 (fr) Dispositif de détermination de la position angulaire d'un rotor d'une machine électrique tournante polyphasée et machine électrique tournante comprenant un tel dispositif
FR2901647A1 (fr) Dispositif et procede de commande de puissance pour une machine dynamo electrique du type a enroulement de champ
FR3062762A1 (fr) Procede d'estimation de la position angulaire d’un rotor d’un systeme d’entrainement electrique
FR2960357A1 (fr) Procede de reglage automatique d'un resolveur d'une machine electrique
FR2953077A1 (fr) Onduleur de pilotage d'un moteur electrique synchrone comportant un regulateur integre.
EP2997654B1 (fr) Procédé d'estimation de la position angulaire du rotor d'une machine électrique tournante polyphasée et application à la commande d'un onduleur polyphasé pour une telle machine
FR2843658A1 (fr) Procede de commande par table de consultation d'un moteur
EP2400659B1 (fr) Dispositif électrique comportant un moteur électrique à courant alternatif et un onduleur de commande ainsi qu'un procédé de mesure de la force électromotrice de ce dispositif
FR3039283A1 (fr) Procede de detection d'un defaut de commande de couple d'un moteur electrique d'un systeme de direction assistee d'un vehicule automobile
EP3069441A1 (fr) Procede et systeme de commande d'une machine electrique triphasee de vehicule automobile alimentee par des tensions hachees
EP2870018B1 (fr) Procédé de commande d'un groupe motopropulseur et système correspondant
WO2020020924A1 (fr) Procede de verification du calage d'un capteur de position angulaire d'un rotor pour vehicule
WO2021259662A1 (fr) Procede et systeme de commande d'une machine electrique synchrone
EP2756593B1 (fr) Procede et dispositif de commande d'un groupe motopropulseur
WO2021023746A1 (fr) Système d'acquisition et de contrôle pour véhicule à moteur électrique
FR3025672A1 (fr) Systeme et procede de commande d'une machine electrique asynchrone
EP4103469B1 (fr) Procede de pilotage d'un systeme de taxiage d'un aeronef
EP3599468A1 (fr) Procédé et dispositif électronique de calcul d'une vitesse de rotation d'un moteur électrique de traction, procédé et dispositif de pilotage, programme d'ordinateur, chaîne de traction et véhicule associés
FR3128837A1 (fr) Système et procédé de calcul d’écart de couple entre au moins deux moteurs à induction asynchrones
WO2023073317A1 (fr) Procédé de calage automatique d'un capteur de position angulaire
EP2836387B1 (fr) Procédé de commande d'une chaîne de propulsion électrique d'un véhicule
EP2992602B1 (fr) Procede de verification du fonctionnement d'un groupe motopropulseur equipant un vehicule automobile et systeme correspondant

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20140721

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20160224