FR2955360B1 - Generateur pour vehicule - Google Patents
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Abstract
Le générateur pour véhicule inclut un rotor enroulé avec un enroulement de champ, un stator enroulé avec un enroulement de stator, des modules de redresseur respectivement connectés à des bornes de sortie correspondantes de l'enroulement de stator, et un dispositif de commande de génération d'énergie pour commander une tension de génération d'énergie du générateur pour véhicule formé à partir de sorties des modules de redresseur en commandant un courant d'excitation traversant l'enroulement de champ. Chacun des modules de redresseur inclut une paire d'un premier transistor MOS et d'un deuxième transistor MOS connectés en série entre des bornes positive et négative d'une batterie. Les modules de redresseur sont connectés les uns avec les autres par l'intermédiaire d'une ligne de communication. Les modules de redresseur échangent des données concernant la commande des premiers et deuxièmes transistors MOS des modules de redresseur par un signal de train d'impulsions transmis sur la ligne de communication.
Description
GENERATEUR POUR VEHICULE
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention
La présente invention se rapporte à un générateur pour véhicule monté sur un véhicule tel qu'une voiture particulière ou un camion. 2. Description de la technique associée
Il est connu un générateur de courant alternatif pour véhicule prévu avec un redresseur double alternance triphasé constitué de transistors MOS de puissance pour améliorer la performance de génération d'énergie. Par exemple, se référer à la Demande de Brevet Japonais Ouverte à l'Examen n° H8-336259. Dans le générateur pour véhicule ci-dessus, des tensions de commande de grille pour une activation/désactivation de six transistors MOS de puissance constituant le redresseur double alternance triphasé sont générées par un contrôleur.
Cependant, le générateur pour véhicule classique tel que décrit dans le document de brevet ci-dessus présente un problème en ce que, puisque tous les transistors MOS de puissance constituant le redresseur double alternance triphasé sont activés/désactivés par le même contrôleur, si ce contrôleur dysfonctionne, le redresseur double alternance triphasé arrête de fonctionner. Il peut se trouver d'adopter une configuration dans laquelle les transistors MOS de puissance constituant le redresseur double alternance triphasé sont groupés dans chacune des phases de l'enroulement de stator, et le contrôleur est prévu pour chaque groupe, de sorte que, même lorsqu'un des contrôleurs prévu pour un correspondant des groupes dysfonctionne, le générateur pour véhicule peut continuer d'exécuter une opération partielle de génération d'énergie en utilisant les autres contrôleurs. Cependant, une telle configuration est difficile à mettre en œuvre parce que, puisqu'il est difficile que les contrôleurs coopèrent les uns avec les autres, il est difficile de commander globalement le courant de phase du générateur pour véhicule, et de localiser un défaut dans les phases du générateur pour véhicule.
RESUME DE L'INVENTION
La présente invention propose un générateur pour véhicule comprenant : un rotor enroulé avec un enroulement de champ pour exciter des pôles magnétiques du rotor ; un stator enroulé avec un enroulement de stator comme un enroulement muitiphasé pour générer une tension de CA en fonction d'un champ magnétique rotatif généré par l'enroulement de champ ; des modules de redresseur respectivement connectés à des bornes de sortie correspondantes de l'enroulement de stator ; et un dispositif de commande de génération d'énergie pour commander une tension de génération d'énergie du générateur pour véhicule formé à partir de sorties des modules de redresseur en commandant un courant d'excitation traversant l'enroulement de champ ; dans lequel chacun des modules de redresseur inclut une paire d'un premier transistor MOS et d'un deuxième transistor MOS connectés en série entre des bornes positive et négative d'une batterie, les modules de redresseur sont connectés les uns avec les autres par l'intermédiaire d'une ligne de communication, et les modules de redresseur échangent des données se rapportant à la commande des premiers et deuxièmes transistors MOS des modules de redresseur par un signal de train d'impulsions transmis sur la ligne de communication.
Selon la présente invention, il est proposé un générateur pour véhicule apte à continuer à exécuter de façon fiable une opération partielle de génération d'énergie lorsqu'un défaut apparaît dans les modules de redresseur de celui-ci. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à partir de la description qui suit incluant les dessins et les revendications.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Dans les dessins d'accompagnement : la Figure 1 est un diagramme montrant la structure d'un générateur pour véhicule selon un mode de réalisation de l'invention ; la Figure 2 est un diagramme montrant la structure de modules de redresseur inclus dans le générateur pour véhicule montré sur la Figure 1 ; la Figure 3 est un diagramme montrant la structure d'un circuit de commande inclus dans chacun des modules de redresseur montrés sur la Figure 2 ; la Figure 4 est un diagramme montrant une connexion entre un dispositif de commande de génération d'énergie, les modules de redresseur et un ECU en utilisant un bus de communication de redresseur ,- la Figure 5 est un diagramme montrant une relation temporelle entre un signal de train d'impulsions délivré au bus de communication de redresseur et les opérations des modules de redresseur ; la Figure 6 est un diagramme montrant une relation entre un instant auquel un défaut est détecté dans le module de redresseur et un instant auquel une notification est transmise à l'ECU ; la Figure 7 est un diagramme montrant une connexion entre le dispositif de commande de génération d'énergie, les modules de redresseur et l'ECU en utilisant une ligne de communication LIN ; la Figure 8 est un diagramme montrant un exemple d'un message de communication échangé entre les modules de redresseur et l'ECU ; la Figure 9 est un diagramme montrant un exemple du fonctionnement du générateur pour véhicule lorsque les modules de redresseur sont utilisés dans un mode de commande de phase ; la Figure 10 est un diagramme montrant un exemple d'un système de communication lorsqu'une communication LIN est exécutée entre le dispositif de commande de génération d'énergie, l'ECU et les modules de redresseur ; la Figure 11 est un diagramme montrant un exemple de trames de communication pour envoyer une notification d'apparition de défaut de communication du fait d'une interruption de communication ; la Figure 12 est un diagramme montrant la structure d'une modification du générateur pour véhicule selon le mode de réalisation de l'invention ; la Figure 13 est un diagramme montrant une connexion entre un détecteur de position pour détecter la position en rotation du rotor du générateur pour véhicule et les modules de redresseur ; et la Figure 14 est un diagramme montrant une relation entre des minutages de sortie d'une impulsion de référence générée par le détecteur de position et des minutages de commande des modules de redresseur.
MODES DE REALISATION PREFERES DE L'INVENTION
La Figure 1 est un diagramme montrant la structure d'un générateur pour véhicule 1 selon un mode de réalisation de l'invention. Ainsi qu'il est montré sur la Figure 1, le générateur pour véhicule 1 inclut deux enroulements de stator 2 et 3, un enroulement de champ 4, deux groupes 5 et 6 de modules de redresseur, et un dispositif de commande de génération d'énergie 7. L'enroulement de stator 2 est un enroulement muitiphasé (dans ce mode de réalisation, un enroulement triphasé incluant un enroulement de phase X, un enroulement de phase Y et un enroulement de phase Z) enroulé autour d'un noyau de stator (non représenté). L'enroulement de stator 3 est également un enroulement muitiphasé (dans ce mode de réalisation, un enroulement triphasé incluant un enroulement de phase U, un enroulement de phase V et un enroulement de phase W) enroulé autour du même noyau de stator avec un déplacement de 30 degrés en termes d'angle électrique par rapport à l'enroulement de stator 2. Les enroulements de stator 2 et 3, et le noyau de stator constituent un stator du générateur pour véhicule 1. L'enroulement de champ 4 est enroulé autour de pôles magnétiques de champ (non représentés) disposés face à la circonférence intérieure du noyau de stator pour former un rotor du générateur pour véhicule 1. Les pôles magnétiques sont excités lorsqu'un courant d'excitation est fait passer jusqu'à l'enroulement de champ 4. Chacun des enroulements de stator 2 et 3 génère une tension de CA par le champ rotatif généré lorsque les pôles magnétiques sont excités.
Le groupe 5 de modules de redresseur formant un redresseur double alternance triphasé est connecté à l'enroulement de stator 2. Le groupe 5 de modules de redresseur inclut les modules de redresseur 5X, 5Y et 5Z pour les trois phases respectives de l'enroulement de stator 2. Le module de redresseur 5X est connecté à l'enroulement de phase X de l'enroulement de stator 2. Le module de redresseur 5Y est connecté à l'enroulement de phase Y de l'enroulement de stator 2. Le module de redresseur 5Z est connecté à l'enroulement de phase Z de l'enroulement de stator 2.
Le groupe 6 de modules de redresseur formant un redresseur double alternance triphasé est connecté à l'enroulement de stator 3. Le groupe 6 de modules de redresseur inclut les modules de redresseur 6U, 6V et 6W pour les trois phases respectives de l'enroulement de stator 3. Le module de redresseur 6U est connecté à l'enroulement de phase U de l'enroulement de stator 3. Le module de redresseur 6V est connecté à l'enroulement de phase V de l'enroulement de stator 3. Le module de redresseur 6W est connecté à l'enroulement de phase W de l'enroulement de stator 3.
Le dispositif de commande de génération d'énergie 7 commande le courant d'excitation traversant l'enroulement d'excitation 4 pour ainsi commander la tension de génération d'énergie du générateur pour véhicule 1 (les tensions de sortie des modules de redresseur respectifs). Le dispositif de commande de génération d'énergie 7 est connecté à un ECU 8 comme un dispositif de commande externe, et échange divers signaux avec l'ECU 8.
Ensuite, la structures des modules de redresseur est expliquée.
La Figure 2 est un diagramme montrant la structure du module de redresseur 5X. Les autres modules de redresseur 5Y, 5Z, 6U, 6V et 6W ont la même structure que celle du module de redresseur 5X.
Ainsi qu'il est montré sur la Figure 2, le module de redresseur 5X inclut deux transistors MOS 50 et 51, un élément de détection de courant 53 et un circuit de commande 54. Le transistor MOS 50, qui est connecté à l'enroulement de phase X de l'enroulement de stator 2 au niveau de la source de celui-ci, connecté à la borne positive 9 d'une batterie 9 au niveau du drain de celui-ci, fonctionne comme un élément de commutation de côté haut. Le transistor MOS 51, qui est connecté à l'enroulement de phase X de l'enroulement de stator 2 au niveau du drain de celui-ci, et connecté à la borne négative mise à la masse de la batterie 9 au niveau de la source de celui-ci, fonctionne comme un élément de commutation de côté bas.
La Figure 3 est un diagramme montrant la structure du circuit de commande 54. Ainsi qu'il est montré sur la Figure 3, le circuit de commande 54 inclut une section de commande 100, une alimentation en énergie 102, une section de détection de tension de batterie 110, des sections de détection de fonctionnement 120 et 130, une section de détection de température 150, une section de détection de courant 160, un circuit de sortie de côté haut 170, un circuit de sortie de côté bas 172, et un circuit de communication 180.
La source d'énergie 102 commence à fonctionner lorsqu'un moteur de véhicule est démarré et la tension de phase est générée dans l'enroulement de phase X de l'enroulement de stator 2 pour alimenter en une tension opérationnelle les composants inclus dans le circuit de commande 54.
Le circuit de sortie de côté haut 170 est connecté à la grille du transistor MOS de côté haut 50 au niveau de la borne de sortie (Gl) de celui-ci, et génère un signal d'entraînement pour activer et désactiver le transistor MOS 50. De manière similaire, le circuit de sortie de côté bas 172 est connecté à la grille du transistor MOS de côté bas 51 au niveau de la borne de sortie (G2) de celui-ci, et génère un signal d'entraînement pour activer et désactiver le transistor MOS 51.
La section de détection de tension de batterie 110, qui est constituée d'un amplificateur différentiel et d'un convertisseur A/N, délivre en sortie des données indicatrices de la tension de la borne positive de la batterie 9.
La section de détection de fonctionnement 120, qui est constituée d'un amplificateur différentiel et d'un convertisseur A/N, délivre en sortie des données indicatrices de la tension source-drain du transistor MOS de côté haut 50 (la tension entre la borne A et la borne B montrées sur les Figures 2 et 3) . La section de commande 100 surveille le fonctionnement du transistor MOS 50 entraîné par le circuit de sortie de côté haut 170 sur la base de ces données, et exécute une commande et une détection de défauts du transistor MOS 50 comme nécessaire.
La section de détection de fonctionnement 130, qui est constituée d'un amplificateur différentiel et d'un convertisseur A/N, délivre en sortie des données indicatrices de la tension source-drain du transistor MOS de côté bas 51 (la tension entre la borne B et la borne C montrées sur les Figures 2 et 3) . La section de commande 100 surveille le fonctionnement du transistor MOS 51 entraîné par le circuit de sortie de côté bas 172 sur la base de ces données, et exécute une commande et une détection de défauts du transistor MOS 51 comme nécessaire.
La section de détection de température 150, qui est constituée d'une source de courant constant, d'une diode, d'un amplificateur différentiel et d'un convertisseur A/N, délivre en sortie des données indicatrices de la chute de tension directe dépendante de la température de cette diode. La section de commande 100 surveille la température du module de redresseur 5X pour détecter un défaut thermique du module de redresseur 5X.
La section, de détection de courant 160, qui est constituée d'un amplificateur différentiel et d'un convertisseur A/N, délivre en sortie des données indicatrices de la tension au travers de l'élément de détection de courant 53 tel qu'une résistance (la tension entre la borne C et la borne de masse} . La section de commande 100 surveille la tension source-drain du transistor MOS de côté bas 51 sur la base de ces données pour détecter un court-circuit ou une rupture de l'enroulement de phase X.
Le circuit de communication 18 0 est connecté à la borne de communication (borne P) du dispositif de commande de génération d'énergie 7, et échange un signal de train d'impulsions avec les modules de redresseur par l'intermédiaire de la ligne de communication (le bus de communication de redresseur) connectée à la borne P. Les six modules de redresseur 5X, 5Y, 5Z, 6U, 6V et 6W sont connectés les uns aux autres par l'intermédiaire de cette ligne de communication de sorte que le signal de train d'impulsions comme données pour la commande des transistors MOS 50 et 51 peut être échangé entre ces modules de redresseur.
Ensuite, des exemples (1) à (6) d'échange de données par l'intermédiaire de cette ligne de communication et des opérations exécutées en utilisant ces données sont expliqués.
Exemple (1) : Les minutages d'activation/désactivation des transistors MOS 50 et 51 sont fixés sur la base du signal de train d'impulsions sur la ligne de communication.
La Figure 4 est un diagramme montrant une connexion entre le dispositif de commande de génération d'énergie 7, les modules de redresseur et l'ECU 8. Dans cet exemple, les six modules de redresseur 5X, 5Y, 5Z, 6U, 6V et 6W sont connectés au bus de communication de redresseur comme la ligne de communication. Ce bus de communication de redresseur est également connecté avec la borne P du dispositif de commande de génération d'énergie 7.
La Figure 5 est un diagramme montrant une relation entre le signal de train d'impulsions délivré au bus de communication de redresseur et les opérations des modules de redresseur. Sur la Figure 5, la notation « MINUTAGE DE DEBUT D'EXCITATION DE COTE HAUT DE PHASE X » indique un moment auquel le transistor MOS de côté haut 50 du module de redresseur 5X est activé. Un instant auquel la tension de l'enroulement de phase X (tension de phase X) excède une tension de seuil prédéterminée (la tension de batterie VB, par exemple) est fixé comme ce minutage. À ce moment de début d'excitation de côté haut de phase X, le circuit de commande 54 du module de redresseur 5X fait passer la tension du bus de communication de redresseur du niveau haut au niveau bas sur un intervalle de temps prédéterminé. De manière similaire, la notation « MINUTAGE DE DEBUT D'EXCITATION DE COTE HAUT DE PHASE V » indique un moment auquel le transistor MOS de côté haut 50 du module de redresseur 6V est activé. Un instant auquel la tension de l'enroulement de phase V (tension de phase V) excède une tension de seuil prédéterminée est fixé comme ce minutage. À ce moment de début d'excitation de côté haut de phase V, le circuit de commande 54 du module de redresseur 6V fait passer la tension du bus de communication de redresseur du niveau haut au niveau bas sur un intervalle de temps prédéterminé. L'explication ci-dessus s'applique également aux autres modules de redresseur. En conséquence, le signal de train d'impulsions passant au niveau bas à des intervalles de 60 degrés en termes d'angle électrique est délivré au bus de communication de redresseur.
Chacun des modules de redresseur définit le minutage d'activation ou le minutage de désactivation des transistors MOS 50 et 51 sur la base du signal de train d'impulsions délivré au bus de communication de redresseur. Sur la Figure 5, la notation « PHASE X.G1 » indique le signal de grille G1 délivré en sortie du circuit de commande 54 du module de redresseur 5X au transistor MOS 50, et la notation « PHASE X.G2 » indique le signal de grille G2 délivré en sortie du circuit de commande 54 du module de redresseur 5X au transistor MOS 51. De manière similaire, la notation « PHASE V.Gl » indique le signal de grille G1 délivré en sortie du circuit de commande 54 du module de redresseur 6V au transistor MOS 50, et la notation « PHASE V.G2 » indique le signal de grille G2 délivré en sortie du circuit de commande 54 du module de redresseur 6V au transistor MOS 51.
Ainsi qu'il est montré sur la Figure 5, dans le module de redresseur 5X, par exemple, le minutage d'activation du transistor MOS de côté haut 50 est fixé sur la base de la tension de phase X, et le minutage de désactivation du transistor MOS de côté haut 50 est fixé sur la base du signal de train d'impulsions apparaissant sur le bus de communication de redresseur de manière à être coïncident avec le minutage d'activation du transistor MOS de côté haut 50 du module de redresseur 5Y.
De manière similaire, le minutage d'activation du transistor MOS de côté bas 51 est fixé sur la base du signal de train d'impulsions apparaissant sur le bus de communication de redresseur de manière à être coïncident avec le minutage d'activation du transistor MOS de côté haut 50 du module de redresseur 6V, et le minutage de désactivation du transistor MOS de côté bas 51 est fixé sur la base du signal de train d'impulsions apparaissant sur le bus de communication de redresseur de manière à être coïncident avec le minutage d'activation du transistor MOS de côté haut 50 du module de redresseur 6W. Les minutages d'activation et les minutages de désactivation des transistors MOS 50 et 51 des autres modules de redresseur sont fixés de la même manière que ci-dessus.
Exemple (2) : La notification de l'apparition d'un défaut est transmise entre les modules de redresseur en utilisant le signal de train d'impulsions sur la ligne de communication.
Dans l'exemple (1} décrit ci-dessus, le signal de train d'impulsions passant au niveau bas à des intervalles de 60 degrés en termes d'angle électrique est délivré au bus de communication de redresseur tant que tous les modules de redresseur fonctionnent normalement. Si un défaut apparaît dans l'un quelconque des modules de redresseur, le circuit de commande 54 du module de redresseur défectueux fixe la tension du bus de communication de redresseur au niveau bas. En conséquence, les cinq autres modules de redresseur fonctionnant normalement peuvent connaître l'apparition du défaut lorsqu'ils détectent que la tension du bus de communication de redresseur est fixée au niveau bas.
Pour permettre que le circuit de commande 54 détecte que le bus de communication de redresseur est fixé au niveau bas, le circuit de communication 180 peut être prévu avec un circuit pour délivrer en sortie un signal lorsque le bus de communication de redresseur est au niveau bas sur une période prédéterminée plus longue que, par exemple, la période correspondant à 60 degrés en termes d'angle électrique au régime de ralenti du moteur.
Si un tel défaut apparaît dans l'un quelconque des modules de redresseur, les autres modules de redresseur fonctionnant normalement ne peuvent pas fixer les minutages d'activation et les minutages de désactivation des transistors MOS 50 et 51 sur la base du signal de train d'impulsions sur le bus de communication de redresseur, parce que le bus de communication de redresseur est fixé au niveau bas après l'apparition du défaut. En conséquence, dans ce cas, le circuit de commande 54 continue l'opération de redressement en fixant le minutage d'activation et le minutage de désactivation des transistors MOS 50 et 51 sur la base de la tension de l'enroulement de phase connecté au module de redresseur dans lequel ce circuit de commande 54 est inclus.
Exemple (3} : L'apparition d'un défaut dans les modules de redresseur est détecté en utilisant le signal de train d'impulsions sur la ligne de communication, et le dispositif de commande de génération d'énergie 7 notifie l'ECU 8 de l'apparition du défaut. Dans cet exemple, le dispositif de commande de génération d'énergie 7 peut détecter un défaut dans le module de redresseur d'une manière similaire à celle de l'exemple (2).
Grâce à la prévision d'un circuit pour délivrer en sortie un signal lorsque le bus de communication de redresseur est au niveau bas sur une période prédéterminée plus longue que, par exemple, la période correspondant à 60 degrés en termes d'angle électrique au régime de ralenti du moteur, le dispositif de commande de génération d'énergie 7 peut savoir que le bus de communication de redresseur est fixé au niveau bas. À la détection de l'apparition d'un défaut dans l'un quelconque des modules de redresseur sur la base du signal de train d'impulsions sur le bus de communication de redresseur, le dispositif de commande de génération d'énergie 7 fait passer la tension de la borne L de celui-ci du niveau haut au niveau bas pour notifier l'ECU 8 de l'apparition du défaut.
La borne L peut être une borne de diagnostic utilisée pour notifier à l'ECU 8 si de l'énergie est en cours de génération et pour allumer une ampoule de charge lorsque de l'énergie n'est pas générée. En conséquence, un signal de niveau bas est délivré en sortie de la borne L avant le début de la génération d'énergie, et une signal de niveau haut est délivré en sortie de la borne L après le début de la génération d'énergie.
La Figure 6 est un diagramme montrant une relation entre un instant auquel le dispositif de commande de génération d'énergie 7 détecte l'apparition d'un défaut dans l'un quelconque des modules de redresseur et un instant auquel le dispositif de commande de génération d'énergie 7 notifie l'ECU 8 de l'apparition du défaut. Ainsi qu'il est montré sur la Figure 6, le dispositif de commande de génération d'énergie 7 détermine l'apparition d'un défaut lorsque le signal de train d'impulsions sur le bus de module de redresseur reste au niveau bas sur une durée prédéterminée T, et transmet une notification indicatrice de l'apparition du défaut à l'ECU 8 en faisant passer la tension de la borne L du niveau haut au niveau bas.
Exemple (4) : Dans les exemples (1) à (3) ci-dessus, les opérations des modules de redresseur sont commandées en utilisant le signal de train d'impulsions délivré en sortie au bus de communication de redresseur connectant le dispositif de commande de génération d'énergie 7 aux modules de redresseur.
Cependant, dans le cas où une communication série bidirectionnelle (par exemple une communication LIN utilisant le protocole LIN (Local Interconnect Network ; Réseau Local d'Interconnexion)) est mise en œuvre entre le dispositif de commande de génération d'énergie 7 et l'ECU 8 par l'intermédiaire d'une ligne de communication série disposée entre ceux-ci, cette ligne de communication série peut être également utilisée pour une communication entre les modules de redresseur.
La Figure 7 est un diagramme montrant une connexion par une ligne de communication LIN entre le dispositif de commande de génération d'énergie 7, les modules de redresseur et l'ECU 8.
La section (A) de la Figure 8 montre la structure d'une trame de transmission d'un message de communication transmis des modules de redresseur à l'ECU 8. La section (B) de la Figure 8 montre la structure d'une trame de réception d'un message de communication transmis de l'ECU 8 aux modules de redresseur.
Ainsi qu'il est montré dans la section (A) de la Figure 8, la trame de transmission inclut une rupture de synchronisation, un champ de synchronisation, un champ d'ID, un défaut de fonctionnement, une température, un courant et une tension. Le défaut de fonctionnement est des données indiquant la présence ou l'absence d'un défaut dans les transistors MOS 50 et 51, et le type d'un défaut qui est apparu. La température, le courant et la batterie inclus dans la trame de transmission sont des données respectivement détectées par la section de détection de température 150, la section de détection de courant 160, et la section de détection de tension de batterie 110.
Ainsi qu'il est montré dans la section (B) de la Figure 8, la trame de réception inclut une rupture de synchronisation, un champ de synchronisation, un champ d'ID, un mode de fonctionnement et un angle de phase. En recevant l'angle de phase et le mode de fonctionnement utilisés pour commander les transistors MOS 50 et 51 de l'ECU 8, il est possible de mettre en œuvre différents modes de génération d'énergie incluant un mode de redressement synchrone attachant de l'importance à l'efficacité de génération d'énergie, un mode de commande de phase attachant de l'importance au courant de sortie pour générer une énergie maximum en faisant passer un courant conduisant la tension de phase à chacun des enroulements de stator 2 et 3, et un mode régénérât if de génération d'énergie pour diminuer le régime moteur en diminuant l'efficacité du générateur pour véhicule 1 pour ainsi augmenter une charge de couple du moteur pour appliquer un freinage.
La Figure 9 est un diagramme montrant un exemple du fonctionnement du générateur pour véhicule lorsque les modules de redresseur fonctionnent dans le mode de commande de phase spécifiant un angle de phase spécifique. Sur la
Figure 9, la notation « G1 » indique le signal de grille appliqué au transistor MOS de côté haut 50 par le circuit de commande 54, et la notation « G2 » représente le signal de grille appliqué au transistor MOS de côté bas 51 par le circuit de commande 54. Lorsque le mode de commande de phase et un angle de phase spécifique sont spécifiés, chacun des modules de redresseur détecte un premier point de passage à zéro auquel la polarité du courant de phase traversant l'enroulement de phase correspondant passe de positive à négative, fixe la durée écoulée à partir du premier point de passage à zéro par l'angle de phase spécifié comme minutage de désactivation du transistor MOS de côté haut 50, détecte un deuxième point de passage à zéro auquel la polarité du courant de phase traversant l'enroulement de phase correspondant passe de négative à positive, et fixe la durée écoulée à partir du deuxième point de passage à zéro par l'angle de phase spécifié comme minutage de désactivation du transistor MOS de côté bas 51.
Le premier et le deuxième points de passage à zéro peuvent être détectés respectivement sur la base des tensions source-drain des transistors MOS 50 et 51. Le minutage d'activation de chacun des transistors MOS 50 et 51 peut être fixé par référence à un instant auquel la tension de phase excède un seuil prédéterminé, ou au premier ou au deuxième point de passage à zéro.
La Figure 10 est un diagramme montrant un exemple d'un système de communication lorsqu'une communication LIN est mise en œuvre entre le dispositif de commande de génération d'énergie 7, l'ECU 8 et les modules de redresseur. Sur la Figure 10, la notation « TRAME DE RECEPTION DE DISPOSITIF DE COMMANDE DE GENERATION D'ENERGIE » indique une trame transmise de l'ECU 8 et reçue par le dispositif de commande de génération d'énergie 7, et la notation « TRAME DE TRANSMISSION DE DISPOSITIF DE COMMANDE DE GENERATION D'ENERGIE » indique une trame transmise du dispositif de commande de génération d'énergie 7 et reçue par l'ECU 8. La fréquence d'échange de trames entre le dispositif de commande de génération d'énergie 7 et l'ECU 8 est fixée en fonction de la constante temporelle du rotor, par exemple, fixée à 20 fois par seconde lorsque la constante temporelle du rotor est 200 ms.
De plus, la notation « TRAME DE RECEPTION DE TOUS LES MODULES DE REDRESSEUR » indique une trame transmise de l'ECU 8 à tous les modules de redresseur 5X, 5Y, 5Z, 6U, 6V et 6W, la notation « TRAME DE TRANSMISSION DES MODULES DE REDRESSEUR 5X-5Z » indique une trame transmise de l'un quelconque des modules de redresseur 5X, 5Y et 5Z, et la notation « TRAME DE TRANSMISSION DES MODULES DE REDRESSEUR 6U-6W » indique une trame transmise de l'un quelconque des modules de redresseur 6U, 6V et 6W. La fréquence d'échange de trames entre le dispositif de commande de génération d'énergie 7 et les modules de redresseur est fixée plus basse que la fréquence d'échange de trames entre le dispositif de commande de génération d'énergie 7 et l'ECU 8, par exemple, fixée à environ 1 par seconde. À titre d'alternative, l'échange de trames entre les modules de redresseur et l'ECU 8 peut être effectué à chaque fois que l'échange de trames entre le dispositif de commande de génération d'énergie 7 et l'ECU 8 est effectué un nombre prédéterminé de fois (32 fois, par exemple).
Exemple (5) : Dans l'exemple (4), puisqu'une trame transmise de chacun des modules de redresseur à l'ECU 8 inclut des données concernant un défaut de fonctionnement ainsi qu'il est montré dans la section (A) de la Figure 8, l'ECU 8 peut connaître l'apparition d'un défaut en recevant cette trame.
Cependant, comme autre moyen simple de permettre que l'ECU 8 détecte l'apparition d'un défaut, une communication LIN entre le dispositif de commande de génération d'énergie 7 et l'ECU 8 peut être interrompue lorsqu'un défaut apparaît dans l'un quelconque des modules de redresseur.
La Figure il est un diagramme montrant un exemple pour permettre que l'ECU 8 connaisse l'apparition d'un défaut en interrompant la communication LIN entre le dispositif de commande de génération d'énergie 7 et l'ECU 8. Ainsi qu'il est montré sur la Figure il, la transmission de trames et la réception de trames sont répétées de manière alternée entre le dispositif de commande de génération d'énergie 7 et l'ECU 8 alors qu'il n'y a pas de défaut. Lorsqu'un défaut apparaît dans l'un quelconque des modules de redresseur, le circuit de commande 54 du module de redresseur défectueux interrompt la transmission et la réception de trames par la communication LIN en activant périodiquement (en rappelant vers le niveau haut) un circuit de sortie de communication constitué, par exemple, d'une résistance de rappel vers le haut et d'un élément de commutation inclus dans le circuit de communication 180, sur une période plus longue qu'une trame de communication. Dans l'exemple montré sur la Figure 11, la transmission et la réception de trois trames Fl, F2 et F3 sont interrompues. La raison pour laquelle le circuit de sortie de communication est activé sur une période plus longue qu'une trame de communication est d'interrompre la transmission et la réception d'au moins deux trames avec la certitude de notifier de façon fiable l'ECU 8 de l'apparition d'un défaut. Si le circuit de sortie de communication est activé sur une période plus courte qu'une trame de communication, il peut y avoir un cas où seule la réception de trames au niveau du dispositif de commande de génération d'énergie 7 est interrompue, et l'ECU 8 ne peut être notifié de l'apparition d'un défaut. L'intervalle de minutage pour activer le circuit de sortie de communication, qui revient périodiquement, est fixé à une période suffisamment longue pour empêcher que la communication ne soit interrompue (par exemple, une période plus longue que deux trames). Cela vise à permettre que des données concernant la commande de génération d'énergie soient échangées entre le dispositif de commande de génération d'énergie 7 et l'ECU 8 en conjonction avec une transmission de notification d'apparition d'un défaut.
Exemple (6) : Les exemples (1) à (5) se rapportent au cas où le générateur pour véhicule 1 exécute une opération de génération d'énergie.
Cependant, si le générateur pour véhicule 1 est prévu avec un détecteur de position qui détecte la position en rotation (angle électrique) du rotor par rapport au stator, et si le résultat de détection de la position en rotation est transmis du générateur pour véhicule 1 aux modules de redresseur, le générateur pour véhicule 1 peut être utilisé comme un moteur-générateur pour véhicule apte à exécuter à la fois une opération de génération d'énergie et une opération à commande électrique.
La Figure 12 est un diagramme montrant la structure d'un générateur pour véhicule IA comme une modification du générateur pour véhicule 1 décrit ci-dessus. Ainsi qu'il est montré sur la Figure 12, le générateur pour véhicule IA est prévu en outre avec un détecteur de position 13 pour détecter une position en rotation du rotor en comparaison au générateur pour véhicule 1 montré sur la Figure 1. Il existe divers procédés pour détecter la position en rotation (angle électrique) du rotor en utilisant le détecteur de position 13. Par exemple, le détecteur de position 13 peut inclure une bobine de détection fixée au cadre du générateur pour véhicule 1 pour détecter la position en rotation d'un corps magnétique fixé au rotor. Au titre d'un autre exemple, le détecteur de position 13 peut inclure un élément à effet Hall fixé au cadre du générateur pour véhicule 1 pour détecter la position en rotation d'un aimant permanent fixé au rotor. Outre les exemples ci-dessus, un transformateur à réluctance variable, ou un détecteur optique peut être utilisé pour détecter la position en rotation du rotor.
La Figure 13 est un diagramme montrant un exemple de connexion entre le détecteur de position 13 et les modules de redresseur. Dans cet exemple, le détecteur de position 13 et les modules de redresseur sont connectés par l'intermédiaire du bus de communication de redresseur, et une impulsion de référence est transmise du détecteur de position 13 aux modules de redresseur. Cette impulsion de référence est délivrée en sortie lorsque le rotor définit un angle électrique prédéterminé avec le stator. Dans cet exemple, cette impulsion de référence est délivrée en sortie une fois tous les 360 degrés d'angle électrique. Cependant, cette impulsion de référence peut être délivrée en sortie deux fois ou plus tous les 360 degrés d'angle électrique.
La Figure 14 est un diagramme montrant une relation entre des minutages de sortie de l'impulsion de référence et des minutages de commande des modules de redresseur. Chacun des modules de redresseur effectue un calcul de minutage sur la base de l'impulsion de référence délivrée en sortie du détecteur de position 13 pour fixer une référence de minutage pour sa propre utilisation pour commander des minutages d'activation/désactivation des transistors MOS 50 et 51. Sur la Figure 14, les références de minutage pour les modules de redresseur 5X, 5Y, 5Z, 6U, 6V et 6W sont indiquées comme référence 5X, référence 5Y, référence 5Z, référence 6U, référence 6V et référence 6W, respectivement. Selon cette modification, il est possible que le générateur pour véhicule IA exécute une opération de génération d'énergie pour charger la batterie 9 ou alimenter en énergie électrique les charges électriques 10 et 12, et exécute une opération à commande électrique en utilisant une énergie provenant de la batterie 9.
Il est évident que diverses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation ci-dessus, telles que décrites ci-dessous. Le générateur pour véhicule du mode de réalisation ci-dessus inclut deux enroulements de stator 2 et 3, et deux groupes 5 et 6 de modules de redresseur. Cependant, la présente invention est également applicable à un générateur pour véhicule incluant un rotor et un groupe de modules de redresseur. De plus, bien que le générateur pour véhicule du mode de réalisation ci-dessus inclue deux enroulements de stator 2 et 3, dont chacun desquels est connecté en étoile, la présente invention est également applicable à un générateur pour véhicule incluant un ou plusieurs enroulements de stator connectés en triangle.
Les modes de réalisation préférés expliqués ci-dessus sont des exemples de l'invention de la présente demande qui n'est décrite que par les revendications annexées ci-dessous. Il est bien entendu que des modifications des modes de réalisation préférés peuvent être apportées ainsi qu'il apparaîtra à l'homme de l'art.
Claims (8)
- REVENDICATIONS1. Générateur (1) pour véhicule comprenant : un rotor enroulé avec un enroulement de champ (4) pour exciter des pôles magnétiques du rotor ; un stator enroulé avec un enroulement de stator (2, 3) comme un enroulement multiphasé pour générer une tension de CA en fonction d'un champ magnétique rotatif généré par l'enroulement de champ ; des modules de redresseur (5X, 5Y, 5Z, 6U, 6V, 6W) respectivement connectés à des bornes de sortie correspondantes de l'enroulement de stator (2, 3) ; et un dispositif de commande de génération d'énergie (7) pour commander une tension de génération d'énergie du générateur pour véhicule formé à partir de sorties des modules de redresseur (5, 6) en commandant un courant d'excitation traversant l'enroulement de champ ; dans lequel chacun des modules de redresseur (5, 6) inclut un circuit de commande (54) et une paire d'un premier transistor MOS (50) et d'un deuxième transistor MOS (51) connectés en série entre des bornes positive et négative d'une batterie, ledit circuit de commande (54) comprenant au moins un élément d'entraînement de MOS (170, 172) raccordé au premier et au second transistor MOS (50, 51) , l'enroulement de stator (2, 3) est raccordé entre les deux transistors MOS (50, 51) , les modules de redresseur sont connectés les uns avec les autres par l'intermédiaire d'une ligne de communication bidirectionnelle, et les circuits de commande (54) des modules de redresseur échangent des données se rapportant à la commande des premiers et deuxièmes transistors MOS des modules de redresseur par un signal de train d'impulsions transmis sur la ligne de communication bidirectionnelle.
- 2. Générateur pour véhicule selon la revendication 1, dans lequel chacun des modules de redresseur inclut une section de surveillance pour surveiller le fonctionnement des premier et deuxième transistors MOS, une section de communication pour transmettre et recevoir le signal de train d'impulsions par l'intermédiaire de la ligne de communication, et est configuré pour apporter un changement de niveau du signal de train d'impulsions délivré en sortie de la section de communication lorsque la section de surveillance détecte un défaut dans au moins un des premiers et deuxièmes transistors MOS.
- 3. Générateur pour véhicule selon la revendication 2, dans lequel le dispositif de commande de génération d'énergie est connecté avec la ligne de communication, a une fonction de communication pour exécuter une communication avec un dispositif de commande externe par 1'intermédiaire de la ligne de communication, et est configuré pour notifier le dispositif de commande externe de l'apparition d'un défaut dans au moins un des modules de redresseur à la détection que le signal de train d'impulsions s'est vu apporter le changement.
- 4. Générateur pour véhicule selon la revendication 2, dans lequel le dispositif de commande de génération d'énergie a une fonction d'exécution d'une communication série avec le dispositif de commande externe par l'intermédiaire d'une ligne de communication série, la ligne de communication série étant également utilisée comme la ligne de communication pour une connexion entre les modules de redresseur, le dispositif de commande externe étant configuré pour détecter un défaut en surveillant le signal de train d'impulsions délivré à la ligne de communication série.
- 5. Générateur pour véhicule selon la revendication 4, dans lequel chacun des modules de redresseur est configuré pour interrompre périodiquement la communication série entre le dispositif de commande de génération d'énergie et le dispositif de commande externe à la détection du défaut afin de notifier le dispositif de commande externe de l'apparition du défaut.
- 6. Générateur pour véhicule selon la revendication 1, dans lequel le signal de train d'impulsions est un signal d'impulsions ayant des minutages de changement de niveau correspondant à des minutages de commande d'activation/désactivation des premiers et deuxièmes transistors MOS.
- 7. Générateur pour véhicule selon la revendication 6, dans lequel chacun des modules de redresseur détecte un point de passage à zéro auquel la polarité d'un courant passant jusqu'à l'un des premier et deuxième transistors MOS change, et fixe, comme minutage de désactivation de l'un du premier et du deuxième transistors MOS, une durée écoulée à partir du point de passage à zéro par un angle de phase prédéterminé reçu du dispositif de commande externe par l'intermédiaire de la ligne de communication.
- 8. Générateur pour véhicule selon la revendication 6, comprenant en outre un détecteur de position pour détecter une position en rotation du rotor par rapport au stator et pour délivrer en sortie une impulsion de référence indicatrice de la position en rotation détectée à la ligne de communication, chacun des modules de redresseur étant configuré pour fixer des minutages d'activation/désactivation des premier et deuxième transistors MOS sur la base de l'impulsion de référence pour permettre que le générateur pour véhicule exécute sélectivement l'une d'une opération de génération d'énergie et d'une opération à commande électrique.
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