FR2991520A1 - Dispositif de commande auxiliaire des interrupteurs electroniques d'un convertisseur de tension - Google Patents

Abstract

Dispositif de commande auxiliaire des interrupteurs électroniques d'un convertisseur de tension faisant partie d'un circuit électrique comprenant en outre : - une unité de stockage d'énergie électrique reliée à l'entrée du convertisseur de tension, et - un enroulement électrique de stator d'une machine électrique relié à la sortie dudit convertisseur, le dispositif comprenant une unité de traitement configurée pour : - surveiller la valeur d'au moins une grandeur électrique du convertisseur, - générer et transmettre des commandes à appliquer à tout ou partie des interrupteurs électroniques du convertisseur lorsque la valeur de ladite grandeur électrique atteint une valeur seuil, et - enregistrer la valeur d'au moins un paramètre représentatif du fonctionnement du circuit électrique, au moins lorsque le dispositif génère et transmet lesdites commandes.

Description

Dispositif de commande auxiliaire des interrupteurs électroniques d'un convertisseur de tension La présente invention concerne un dispositif de commande auxiliaire des interrupteurs électroniques d'un convertisseur de tension.

L'invention s'applique notamment, mais non exclusivement, à la commande d'un convertisseur de tension interposé entre une unité de stockage d'énergie électrique et un enroulement électrique de stator de machine électrique propulsant un véhicule. Lorsque la machine électrique fonctionne en génératrice, et notamment lorsqu'il s'agit d'une machine synchrone, la tension induite dans les phases de son stator peut devenir très importante et endommager plus ou moins sérieusement les interrupteurs électroniques du convertisseur de tension et/ou l'unité de stockage d'énergie électrique et/ou tout autre élément du circuit dont le convertisseur de tension et l'unité de stockage d'énergie électrique font partie. Il est connu, par exemple du brevet US 7 652 858, d'ajouter un dispositif de commande auxiliaire au système de commande des interrupteurs électroniques d'un onduleur d'une chaîne de propulsion d'un véhicule. Ce dispositif de commande auxiliaire est alimenté par le bus continu en amont de l'onduleur et configuré pour commander en fermeture tous les interrupteurs supérieurs ou inférieurs de l'onduleur pour court-circuiter l'enroulement électrique de stator de la machine électrique en cas de défaillance dans la chaîne de propulsion du véhicule. Ce dispositif de commande auxiliaire ne permet pas de connaître précisément les circonstances dans lesquelles la défaillance est intervenue, ce qui peut poser des problèmes lorsque l'on cherche à connaître les causes de la défaillance et/ou à en établir les responsabilités. Il existe un besoin pour bénéficier d'un dispositif permettant de commander les interrupteurs électroniques d'un convertisseur de tension, faisant notamment partie d'une chaîne de propulsion, pour remédier à une défaillance tout en bénéficiant d'informations sur les circonstances dans lesquelles s'est produite la défaillance. L'invention a pour but de répondre à ce besoin et elle y parvient, selon l'un de ses aspects, à l'aide d'un dispositif de commande auxiliaire des interrupteurs électroniques d'un convertisseur de tension faisant partie d'un circuit électrique comprenant en outre : - une unité de stockage d'énergie électrique reliée à l'entrée du convertisseur de tension, et - un enroulement électrique de stator d'une machine électrique relié à la sortie dudit convertisseur, le dispositif étant configuré pour : - surveiller la valeur d'au moins une grandeur électrique du convertisseur de tension, - générer et transmettre des commandes à appliquer à tout ou partie des interrupteurs électroniques du convertisseur de tension lorsque la valeur de ladite grandeur électrique atteint une valeur seuil, et - enregistrer la valeur d'au moins un paramètre représentatif de l'état du circuit électrique, au moins lorsque le dispositif génère et transmet lesdites commandes.

Le dispositif ci-dessus permet, grâce à l'enregistrement d'un ou plusieurs paramètres représentatifs de l'état du circuit électrique, de disposer d'informations associées à la mise en oeuvre de la commande des interrupteurs électroniques du convertisseur de tension par le dispositif de commande auxiliaire, cette commande étant encore appelée « commande auxiliaire » par la suite.

On peut ainsi savoir dans quelles circonstances cette commande auxiliaire a été appliquée, ce qui peut permettre d'établir la responsabilité de la défaillance dans le circuit électrique. Différents fabricants peuvent fournir différents éléments du circuit électrique et le dispositif peut rendre plus facile l'identification de l'élément du circuit électrique responsable de la défaillance, et donc le fabricant en cause.

Le dispositif de commande auxiliaire peut comprendre un premier module en charge de la surveillance de la valeur de ladite grandeur électrique, un deuxième module en charge de la génération et de la transmission des commandes aux interrupteurs électroniques et un troisième module en charge de l'enregistrement de la valeur du ou desdits paramètres, le premier module étant en outre chargé de l'alimentation électrique des deuxième et troisième modules. La division entre modules ci-dessus peut être uniquement fonctionnelle, c'est-à-dire qu'un même composant électronique peut réaliser toutes ou plusieurs des fonctions ci-dessus. En variante, la division entre modules peut également être structurelle, c'est-à-dire que chacune des fonctions ci-dessus peut être assurée par un ou plusieurs composants électroniques dédiés. Le convertisseur de tension est par exemple un convertisseur de tension continu/alternatif et la grandeur électrique du convertisseur surveillée par le dispositif de commande auxiliaire est par exemple la tension du bus continu associé au convertisseur de tension, ce bus continu formant l'entrée du convertisseur lorsque ce dernier fonctionne en onduleur et sa sortie lorsque ce dernier fonctionne en redresseur. Au sens de l'invention, «relié » peut signifier « directement relié », c'est-à-dire sans composant électronique intermédiaire, ou « indirectement relié », c'est-à-dire via un ou plusieurs composants électroniques intermédiaires. Le premier module peut être configuré pour alimenter électriquement les deuxième et troisième modules lorsque la valeur de ladite grandeur est supérieure à une valeur seuil intermédiaire, ladite valeur seuil intermédiaire étant inférieure à la valeur seuil. Lorsque la grandeur électrique associée au convertisseur de tension est inférieure à la valeur seuil intermédiaire, seul le premier module peut ainsi être alimenté électriquement, permettant de réduire la consommation électrique induite par la présence du dispositif de commande auxiliaire. Au-delà de la valeur seuil intermédiaire, les deuxième et troisième module peuvent aussi être alimentés, étant alors «réveillés » par le premier module. Une fois alimenté électriquement, le troisième module peut enregistrer la valeur du ou des paramètres représentatifs de l'état du circuit électrique, c'est-à-dire que dès que la grandeur électrique associée au convertisseur de tension est supérieure à la valeur seuil, l'enregistrement peut être effectué par le troisième module. Dans ce cas, on obtient également des informations sur l'état du circuit électrique avant la mise en oeuvre de la commande auxiliaire.

En variante, l'enregistrement de la valeur du ou des paramètres représentatifs peut n'avoir lieu que lorsque la valeur seuil est atteinte, c'est-à-dire uniquement lorsque la commande auxiliaire est appliquée. Lorsque la grandeur électrique associée au convertisseur de tension est la tension du bus continu, comme mentionné ci-dessus, la valeur seuil intermédiaire peut être comprise entre 150 V et 200 V, étant notamment de 180 V, et la valeur seuil peut être comprise entre 300 V et 400 V, étant notamment de l'ordre de 340 V. Le paramètre représentatif de l'état du circuit peut être l'un au moins parmi la vitesse de la machine électrique, la tension en entrée du convertisseur de tension, le courant en entrée du convertisseur de tension, la tension en sortie du convertisseur de tension, le courant en sortie du convertisseur de tension, la température dans la machine électrique, par exemple au niveau des têtes de bobine, et la température dans le convertisseur de tension. Ce dernier est par exemple réalisé grâce à plusieurs modules de puissance et la température dans chacun de ces modules de puissance peut être enregistrée.

En variante ou en combinaison de ce qui précède, le paramètre enregistré permet de déterminer si la clé de contact du véhicule est en place dans son logement et/ou si celle-ci est dans la position dans ce logement laquelle le moteur peut démarrer. L'un et/ou l'autre de ces paramètres peuvent permettre de déterminer dans quelle condition il a été nécessaire d'appliquer la commande auxiliaire. Par exemple lorsque la grandeur électrique surveillée atteint la valeur seuil alors que la clé de contact n'est pas présente, on peut en déduire que l'élévation de tension en entrée du convertisseur de tension est due à un remorquage du véhicule. La commande auxiliaire peut être mise en oeuvre pour remédier à une défaillance dans le circuit électrique. Il peut s'agir d'une défaillance du convertisseur de tension, par exemple d'un dysfonctionnement des interrupteurs électroniques du convertisseur de tension, ou d'un dysfonctionnement du dispositif de commande principal chargé de la génération des rapports cycliques à appliquer aux différents interrupteurs électroniques pour que ces derniers puissent découper ou redresser la tension de façon adaptée. La surveillance de la valeur de tension du bus continu peut être utile, puisqu'en cas de défaillance lorsque la machine électrique atteint des vitesses importantes, la tension induite aux bornes de chaque phases du stator peut prendre des valeurs élevées, ce qui peut avoir des conséquences non désirées et potentiellement dangereuses pour le circuit électrique. Lorsque la machine électrique fonctionne en génératrice, qu'elle est défluxée, et qu'il s'agit d'une machine synchrone, par exemple à aimants permanents, ces conséquences peuvent être les suivantes : - si une source d'énergie électrique autonome est connectée au convertisseur de tension, la tension aux bornes de chaque phase peut devenir supérieure à celle aux bornes de la source d'énergie électrique autonome et charger celle-ci. Cette charge correspond à un freinage de la machine électrique, ce qui peut être dangereux, notamment lorsque celle-ci sert à propulser un véhicule, - si la source d'énergie électrique autonome est déconnectée du convertisseur de tension, la tension aux bornes de chaque phase peut prendre une valeur supérieure à la tension maximale admissible des interrupteurs électroniques du convertisseur de tension, détériorant en tout ou partie ces derniers, ce qui affecte le contrôle ultérieur de la machine électrique.

D'autres conséquences peuvent encore se produire lorsque le circuit électrique est embarqué sur un véhicule, par exemple l'apparition de surtension sur le réseau de bord du véhicule. La commande auxiliaire peut rester appliquée tant que la défaillance persiste. La commande auxiliaire peut être appliquée lorsque la valeur seuil est atteinte et tant que la valeur de la grandeur électrique surveillée reste supérieure à une valeur prédéfinie, par exemple inférieure à la valeur seuil. Si la valeur seuil est de nouveau atteinte par la valeur de la grandeur électrique surveillée une fois la commande auxiliaire arrêtée, la commande auxiliaire peut être de nouveau appliquée. Dans l'exemple où la grandeur électrique que l'on surveille est la tension du bus continu, la valeur seuil peut être, comme mentionné ci-dessus, comprise entre 300 V et 400 V, étant notamment de l'ordre de 340 V et la valeur prédéfinie peut être comprise entre 250 V et 300 V, étant par exemple de l'ordre de 280V. La commande auxiliaire peut consister à imposer un court-circuit aux bornes de chaque phase de l'enroulement électrique de stator afm de réduire la tension du bus continu. Le convertisseur de tension comprend par exemple plusieurs bras et chaque bras peut comprendre : - un interrupteur électronique supérieur interposé entre le conducteur positif du bus continu et un point milieu, et - un interrupteur électronique inférieur interposé entre le point milieu et le conducteur négatif du bus continu. Chaque point milieu peut être relié à une extrémité d'une phase de l'enroulement électrique de stator. Une diode de roue libre peut être montée en anti-parallèle de chaque interrupteur électronique du convertisseur de tension.

La commande auxiliaire peut consister à commander en fermeture tous les interrupteurs électroniques supérieurs du convertisseur de tension. En variante, la commande auxiliaire peut consister à commander en fermeture tous les interrupteurs électroniques inférieurs du convertisseur de tension. Grâce à la commande auxiliaire, on dissipe dans des interrupteurs électroniques du convertisseur de tension la puissance induite dans l'enroulement électrique de stator du fait de la vitesse atteinte par la machine électrique fonctionnant en génératrice. La machine électrique tournante est par exemple polyphasée, notamment triphasée. Il peut s'agir d'une machine synchrone, notamment à aimants permanents, d'une machine asynchrone ou d'une machine à reluctance variable. Il peut encore s'agir d'une machine à courant continu, d'une machine linéaire ou d'un électro-aimant. Cette machine électrique a par exemple une puissance nominale comprise entre 1 W et 200 kW. Les phases électriques de l'enroulement électrique de stator peuvent être électriquement couplées ou non. Des exemples de couplage électrique de phases électriques sont le couplage en étoile et le couplage polygonal (appelé « couplage en triangle » dans le cas triphasé). Lorsque les phases électriques ne sont pas électriquement couplées entre elles, aucune phase n'a une borne directement couplée à une borne d'une autre phase électrique. L'unité de stockage d'énergie électrique peut être un condensateur monté entre le conducteur positif et le conducteur négatif du bus continu. En combinaison de ce qui précède, le circuit électrique peut comprendre en outre une source d'énergie électrique autonome. Le cas échéant, le circuit électrique peut également comprendre un convertisseur de tension continu/continu interposé entre ladite source d'énergie électrique autonome et l'unité de stockage d'énergie électrique.

La source d'énergie électrique autonome peut être une batterie, un super-condensateur ou tout assemblage de batteries ou de super-condensateurs. Il s'agit par exemple de plusieurs branches en parallèle de batteries en série. Cette source d'énergie électrique autonome peut avoir une tension nominale comprise entre 60 V et 410 V, notamment entre 200 V et 410 V. Le circuit électrique peut être dédié à la propulsion d'un véhicule électrique ou hybride.

Le dispositif de commande auxiliaire peut être alimenté électriquement à partir de la tension du bus continu. On s'affranchit ainsi du recours à une source d'énergie électrique spécifique au dispositif de commande auxiliaire, et ainsi des éventuels disfonctionnements subis par cette source d'énergie électrique spécifique. En variante, une source d'énergie électrique dédiée au dispositif de commande auxiliaire peut être prévue. En variante encore, une source d'énergie électrique dédiée au dispositif de commande auxiliaire peut être prévue ainsi qu'une alimentation de ce dispositif de commande auxiliaire à partir du bus continu, afin de combiner les deux modes d'alimentation exposés ci-dessus. Lorsque la valeur de la grandeur électrique du convertisseur de tension que l'on surveille est inférieure à la valeur seuil, les interrupteurs électroniques du convertisseur peuvent être commandés par un dispositif de commande principal, encore appelé « driver » en anglais. Ce dispositif de commande principal peut être configuré pour déterminer des valeurs de rapport cyclique à appliquer aux interrupteurs électroniques, par exemple en fonction de consignes reçues d'une unité de supervision. Dans le cas où le circuit est embarqué sur un véhicule, cette unité de supervision peut être l'unité de commande moteur (ECU en anglais). Le dispositif de commande auxiliaire et le dispositif de commande principal peuvent ou non être intégrés à une même puce.

Dans un exemple de mise en oeuvre de l'invention, le dispositif de commande auxiliaire, le dispositif de commande principal et l'unité de supervision sont des entités distinctes. En variante, le dispositif de commande auxiliaire peut être formé en partie par le dispositif de commande principal et/ou en partie par l'unité de supervision. Le dispositif de commande auxiliaire est par exemple réalisé à l'aide d'un ou plusieurs microcontrôleurs et/ou à l'aide d'un ou plusieurs circuits logiques programmables (FPGA en anglais). Le dispositif de commande auxiliaire peut être réalisé uniquement à l'aide de composants analogiques ou, en variante, uniquement à l'aide de composants numériques. Dans tout ce qui précède, plus généralement, le dispositif de commande auxiliaire peut être configuré pour : - surveiller la valeur d'au moins une grandeur électrique, mécanique ou thermique du circuit électrique, - générer et transmettre des commandes à appliquer à tout ou partie des interrupteurs électroniques du convertisseur de tension lorsque la valeur de ladite grandeur électrique, mécanique ou thermique atteint une valeur seuil, et - enregistrer la valeur d'au moins un paramètre représentatif de l'état du circuit électrique, au moins lorsque le dispositif génère et transmet lesdites commandes. Des exemples de grandeurs électriques ont déjà été donnés précédemment. Comme exemple de grandeur mécanique surveillée, on peut citer la vitesse de la machine électrique.

Comme exemple de grandeur thermique surveillée, on peut citer la température de la machine électrique ou la température de modules de puissance du convertisseur de tension. L'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de commande des interrupteurs électroniques d'un convertisseur de tension faisant partie d'un circuit électrique comprenant en outre : - une unité de stockage d'énergie électrique reliée à l'entrée du convertisseur, - un enroulement électrique de stator d'une machine électrique relié à la sortie du convertisseur, - un dispositif de commande auxiliaire desdits interrupteurs électroniques, procédé dans lequel, lorsque la machine électrique fonctionne en génératrice et que l'unité de stockage d'énergie électrique est alimentée par la tension induite dans l'enroulement électrique de stator, lorsque la valeur d'une grandeur électrique du convertisseur de tension atteint une valeur seuil : - les interrupteurs électroniques sont commandés par le dispositif de commande auxiliaire de manière à empêcher l'alimentation de l'unité de stockage d'énergie électrique par la tension induite dans l'enroulement électrique de stator, et - la valeur d'au moins un paramètre représentant l'état du circuit électrique est enregistrée par le dispositif de commande auxiliaire.

Le circuit électrique peut comprendre un dispositif de commande principal des interrupteurs électroniques du convertisseur de tension et tant que la valeur de ladite grandeur électrique du convertisseur de tension est inférieure à la valeur seuil, les interrupteurs électroniques sont commandés par le dispositif de commande principal. La valeur du ou des paramètres représentant l'état du circuit électrique peut également être enregistrée alors que la valeur seuil n'a pas encore été atteinte par la grandeur électrique surveillée. Tout ou partie des caractéristiques ci-dessus mentionnées en rapport avec l'aspect de l'invention relatif au dispositif de commande s'appliquent au procédé ci-dessus. En particulier : - la machine électrique peut être une machine électrique tournante synchrone, notamment à aimants permanents, - le paramètre dont la valeur est enregistrée par le dispositif de commande auxiliaire peut être l'un au moins du courant en entrée du convertisseur de tension, du courant en sortie du convertisseur de tension, de la tension en entrée du convertisseur de tension, de la tension en sortie du convertisseur de tension, de la vitesse de la machine électrique et de la température du convertisseur de tension ou de la machine électrique. Le circuit électrique peut être embarqué sur un véhicule, auquel cas le paramètre enregistré par le dispositif de commande auxiliaire peut se rapporter à la présence d'une clé de contact du véhicule dans le logement correspondant et/ou à la position de la clé dans ce logement pour permettre le démarrage du véhicule. Le procédé peut notamment être mis en oeuvre pendant que le véhicule est remorqué. Il peut s'agir d'un véhicule hybride ou électrique.

L'invention pourra être mieux comprise à la lecture qui va suivre d'un exemple non limitatif de mise en oeuvre de celle-ci et à l'examen du dessin annexé sur lequel : - la figure 1 représente de façon partielle et schématique une chaîne de propulsion de véhicule comprenant un circuit électrique selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention, - la figure 2 représente sous forme de schémas blocs un exemple de dispositif de commande auxiliaire selon l'invention, - les figures 3 et 4 représentent de façon schématique le circuit électrique de la figure 1, respectivement en l'absence de commande auxiliaire et lorsque celle-ci est appliquée, et - la figure 5 représente l'évolution de différents paramètres représentatifs de l'état du circuit électrique lorsque la commande auxiliaire est appliquée. On a représenté sur la figure 1 de façon partielle et schématique une chaîne de propulsion de véhicule utilisant un circuit électrique 1 selon un exemple de mise en oeuvre de l'invention.

Ce circuit 1 comprend un convertisseur de tension 2 comprenant une pluralité de bras 3 s'étendant chacun entre un conducteur positif 4 et un conducteur négatif 5 d'un bus continu 7. Dans l'exemple considéré, le convertisseur 2 est un convertisseur continu/alternatif triphasé mais l'invention n'est pas limitée à cet exemple. Chaque bras 3 comprend dans cet exemple deux cellules de commutation 10 commandables.

La fréquence de découpage du convertisseur 2 est par exemple de 10 kHz. Chaque cellule de commutation 10 est par exemple formée par un interrupteur commandable 11 en antiparallèle duquel est montée une diode de roue libre 12. L'interrupteur 11 peut être un transistor, notamment un transistor à effet de champ, bipolaire ou de type IGBT. Chaque bras 3 comprend un point milieu 13, disposé entre les deux cellules de commutation 10.

Dans l'exemple considéré, chaque cellule de commutation 10 est commandable et la commande s'effectue grâce à un système de commande comprenant une unité de commande moteur 14, un dispositif de commande principal 15 et un dispositif de commande auxiliaire 16. Le système de commande sera décrit ultérieurement. Un interrupteur électronique 11 peut être commandé par l'injection d'un courant dans son électrode de commande ou par l'application d'un potentiel électrique à cette électrode de commande.

Dans l'exemple de la figure 1, le circuit 1 comprend un enroulement électrique 22 de stator de machine électrique tournante. Cet enroulement électrique 22 est par exemple triphasé. Chaque phase comprend dans l'exemple décrit une borne 23 reliée à un point milieu 13 du convertisseur de tension 2.

La machine électrique tournante peut être une machine synchrone, notamment à aimants permanents, une machine asynchrone ou une machine à réluctance variable. Dans l'exemple de la figure 1, les phases de l'enroulement électrique de stator 22 sont électriquement couplées en étoile. L'invention n'est cependant pas limitée à ce mode de couplage électrique ou à des phases électriquement couplées entre elles. Dans une variante non représentée, les phases ne sont pas électriquement couplées entre elles. Le circuit électrique 1 comprend encore dans l'exemple de la figure 1 une unité de stockage d'énergie électrique 30 montée entre le conducteur positif 4 et le conducteur négatif 5 du bus continu 7. Il s'agit dans cet exemple d'un condensateur qui peut présenter une capacité comprise entre 200 µF et 3500 µF.

Une source d'énergie électrique autonome non représentée peut être disposée en amont du condensateur 30 pour alimenter l'enroulement électrique 22 de stator à travers le convertisseur de tension 2. Cette source d'énergie électrique autonome peut être une batterie ou une association en parallèle et/ou en série de batteries. La source d'énergie électrique autonome peut avoir une tension nominale comprise entre 60 V et 410 V, notamment entre 200 V et 410 V. Un convertisseur de tension continu/continu peut être interposé entre la source d'énergie électrique autonome et le condensateur 30. Le circuit électrique 1 peut encore comprendre, comme représenté sur la figure 1, un relais batterie 31 permettant de connecter sélectivement le condensateur 30 et le convertisseur de tension 2 à la source d'énergie électrique autonome.

Pour déterminer un ou plusieurs états du circuit électrique 1, l'un au moins des capteurs suivants peut être prévu : - un capteur de courant dans l'enroulement électrique de stator 22 et/ou un capteur de courant dans le bus continu 7, - un capteur de tension du bus continu 7 et/ou un capteur de tension entre deux phases de l'enroulement électrique de stator 22, - un capteur de température dans l'enroulement électrique de stator 22, par exemple au niveau des têtes de bobine, ou dans d'autres composants de la machine électrique, - un capteur de température dans des cellules de commutation 10 du convertisseur de tension 2, - un capteur de vitesse de la machine électrique. On va maintenant décrire plus en détail le système de commande. L'unité de commande moteur 14 et le dispositif de commande principal 15 sont par exemple les composants bien connus de l'homme du métier sous la dénomination anglaise respective «ECU» et « driver ». Le dispositif de commande auxiliaire 16 est représenté de façon très schématique sur la figure 2 et il comprend dans l'exemple considéré un premier module 40, un deuxième module 41, un troisième module 42 et une source d'énergie électrique 45 obtenue en utilisant la tension VbuS du bus continu 7, après abaissement de la valeur de celle-ci. La source d'énergie électrique 45 fournit par exemple une tension de l'ordre de 15 V. Comme on peut le voir sur la figure 1, une source d'énergie électrique de secours 50 (backup en anglais) peut être disposée entre le conducteur positif 4 et le conducteur négatif 5 du bus continu 7. La source d'énergie électrique de secours 50 est reliée dans l'exemple considéré à l'unité de commande moteur 14, au comparateur 43 et au dispositif de commande principal 15 de manière à pouvoir les alimenter électriquement. La division ci-dessus du dispositif de commande auxiliaire 16 en modules peut être purement fonctionnelle ou être la fois fonctionnelle et structurelle. Le deuxième module 41 et le troisième module 42 peuvent être implémentés à l'aide d'un 20 même composant, par exemple un microcontrôleur ou un circuit logique programmable. En variante, un composant tel qu'un microcontrôleur ou un FPGA peut être dédié au deuxième module 41 tandis qu'un autre composant similaire est dédié au troisième module 42. En variante encore, comme représenté sur la figure 1, le deuxième et/ou le troisième modules peuvent être intégrés à l'ECU 14 et/ou au dispositif de commande principal 15, les 25 fonctions correspondantes étant alors assurées par l'ECU 14 et/ou le dispositif de commande principal 15. Dans l'exemple considéré, le premier module 40 est en charge de la surveillance de la valeur de la tension VbuS du bus continu 7, le deuxième module 41 est en charge de la génération et de la transmission des commandes aux interrupteurs électroniques 11 et le 30 troisième module 42 est en charge de l'enregistrement de la valeur dudit paramètre. Le premier module 40 est en outre chargé de l'alimentation électrique des deuxième et troisième modules, dans l'exemple décrit depuis la source d'énergie électrique de secours 50.

Le premier module 40 comprend par exemple un comparateur 43, comme représenté sur la figure 1, ce comparateur 43 ayant en entrée une image linéaire de la tension Vbus du bus continu 7 et une tension de référence fournie par la source d'énergie électrique 45. Le signal en sortie du comparateur permet de savoir si la valeur de la tension Vbus atteint une certaine valeur. Dans l'exemple considéré, le premier module 40 est configuré pour réveiller le deuxième module 41 et le troisième module 42, notamment en permettant leur alimentation électrique par la source d'énergie électrique de secours 50, une fois qu'il détecte que la valeur de la tension Vbus franchit un seuil intermédiaire Vs,. Dans l'exemple considéré, Vs, a une valeur comprise entre 150 V et 200 V, étant par exemple de l'ordre de 180V. Toujours dans l'exemple décrit, une fois la valeur du seuil intermédiaire franchie, les parties de l'ECU et/ou du dispositif de commande 15 formant les deuxième et le troisième modules sont alimentées électriquement par la source d'énergie électrique de secours 50. Lorsque le premier module 40 détecte que la valeur de la tension Vbns atteint une valeur seuil, étant dans l'exemple décrit comprise entre 300 V et 400 V, notamment de l'ordre de 340 V, le deuxième module 41 peut générer des commandes pour les interrupteurs électroniques 11 qui étaient jusqu'alors commandés par le dispositif de contrôle principal 15 ou non commandés du fait de la défaillance de ce dispositif de contrôle principal 15. Ces commandes sont transmises aux interrupteurs électroniques 11, de manière à appliquer à ces derniers une commande auxiliaire. Au moins lorsque la tension Vbus atteint la valeur seuil, et le cas échéant dès le réveil du troisième module 42, le troisième module 42 peut enregistrer la valeur d'au moins un paramètre représentatif d'un état du circuit 1. Cette valeur peut être fournie par l'un au moins des capteurs mentionnés ci-dessus.

On va maintenant décrire en référence aux figures 3 à 5 un exemple de commande auxiliaire appliquée par le dispositif 16 au convertisseur de tension 2. Dans l'exemple concerné, la machine électrique fonctionne en mode défluxé et sa vitesse atteint une valeur importante, par exemple de l'ordre de 12 190 tr/min. Le véhicule est par exemple remorqué. Le relais batterie 31 est ouvert à un instant tl afin de déconnecter la source d'énergie électrique autonome du convertisseur de tension 2. A l'instant tl, la valeur seuil intermédiaire Vs; a déjà été franchie par la tension Vbus. Ainsi, à l'instant tl, l'enregistrement de la valeur d'un ou plusieurs paramètres représentatifs de l'état du circuit peut être en cours.

On enregistre par exemple la valeur de la tension entre les phases de l'enroulement électrique de stator 22, et/ou la tension Vbus, et/ou le courant parcourant le conducteur positif 4 ou le conducteur négatif 5 du bus continu 7, et/ou le courant dans chaque phase électrique de l'enroulement électrique de stator 22, et/ou la température dans chaque module de puissance du convertisseur de tension 2, et/ou la température dans l'enroulement électrique de stator 22, et/ou la vitesse de la machine électrique. Ces valeurs sont alors stockées dans une mémoire du système de commande. En l'absence d'application de la commande auxiliaire, comme c'est le cas pour le circuit de la figure 3, la tension Vbus croît après l'ouverture du relais batterie 31, du fait du fonctionnement en génératrice de la machine électrique, jusqu'à atteindre des valeurs très importantes pour lesquelles une détérioration, le cas échéant définitive, du circuit électrique 1 peut se produire. Comme représenté sur la figure 3, cette détérioration se produit par exemple au niveau d'une cellule de commutation 10. Avec l'exemple de dispositif de commande auxiliaire 16 selon l'invention qui est décrit, lorsque la tension Vbus atteint la valeur de 340 V à un instant t2, la commande auxiliaire est appliquée par le dispositif de commande auxiliaire 16. Comme représenté sur la figure 5, des rapports cycliques sont générés par le deuxième module 41 du dispositif 16 dont l'état d'activation est représenté par la courbe 100 à partir de t2 pour appliquer cette commande auxiliaire.

Cette commande auxiliaire conduit dans l'exemple considéré à dissiper l'énergie électrique induite dans l'enroulement électrique de stator 22 dans le convertisseur de tension 2. Tous les interrupteurs électroniques 11 directement reliés au conducteur positif 4 du bus continu 7 sont par exemple commandés en fermeture de manière à court-circuiter l'enroulement électrique de stator 22.

Du fait de ce court-circuitage, la tension Vbus et la vitesse de la machine électrique diminuent, comme on peut le voir sur la figure 5 où cette tension et cette vitesse sont respectivement représentées par les courbes 101 et 102. Dans cet exemple, la commande auxiliaire est appliquée tant que la tension Vbus reste supérieure à une valeur prédéfmie qui est inférieure à la valeur seuil et qui peut être égale à 280V. Une fois cette valeur prédéfinie atteinte à un instant t3, la commande auxiliaire n'est plus appliquée. La tension Vbus peut à nouveau augmenter tandis que la vitesse de la machine électrique poursuit sa diminution. Si la valeur seuil est de nouveau atteinte par la tension Vbus, la commande auxiliaire sera de nouveau appliquée, comme cela vient d'être décrit entre tl et t2.

L'enregistrement de la valeur de paramètre(s) représentatif(s) de l'état du circuit électrique 1 peut être interrompu à l'instant t2 ou être poursuivi tant que la vitesse de la machine électrique est supérieure à une valeur donnée. L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits.

L'expression « comprenant un » doit être comprise comme synonyme de l'expression « comprenant au moins un », sauf lorsque le contraire est spécifié.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de commande auxiliaire (16) des interrupteurs électroniques (11) d'un convertisseur de tension (2) faisant partie d'un circuit électrique (1) comprenant en outre : - une unité de stockage d'énergie électrique (30) reliée à l'entrée du convertisseur de tension (2), et - un enroulement électrique de stator (22) d'une machine électrique relié à la sortie dudit convertisseur (2), le dispositif (16) étant configuré pour : - surveiller la valeur d'au moins une grandeur électrique (Vbus) du convertisseur de tension (2), - générer et transmettre des commandes à appliquer à tout ou partie des interrupteurs électroniques (11) du convertisseur de tension (2) lorsque la valeur de ladite grandeur électrique (Vbus) atteint une valeur seuil, et - enregistrer la valeur d'au moins un paramètre représentatif de l'état du circuit électrique (1), au moins lorsque le dispositif (16) génère et transmet lesdites commandes.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, comportant un premier module (40) en charge de la surveillance de la valeur de ladite grandeur électrique (Vbus), un deuxième module (41) en charge de la génération et de la transmission des commandes aux interrupteurs électroniques (11) et un troisième module (42) en charge de l'enregistrement de la valeur dudit paramètre, le premier module (40) étant en outre chargé de l'alimentation électrique des deuxième et troisième modules (41, 42).
3. 3. Dispositif selon la revendication 2, le premier module (40) étant configuré pour alimenter électriquement les deuxième et troisième module (41, 42) lorsque la valeur de ladite grandeur (Vbus) est supérieure à une valeur seuil intermédiaire, ladite valeur seuil intermédiaire étant inférieure à la valeur seuil.
4. 4. Dispositif selon la revendication 3, le troisième module (42) étant configuré pour enregistrer la valeur dudit paramètre lorsque la grandeur électrique (Vbus) est supérieure à la valeur seuil intermédiaire.
5. 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, le convertisseur de tension (2) étant un convertisseur de tension continu/alternatif et la grandeur électrique surveillée (Vbus) étant la tension du bus continu (7) associé audit convertisseur (2).
6. 6. Dispositif selon la revendication 5, la valeur seuil intermédiaire étant comprise entre 150 V et 200 V, étant notamment de 180 V, et la valeur seuil étant comprise entre 300 V et 400 V, étant notamment de l'ordre de 340 V.
7. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le paramètre est l'un au moins parmi la vitesse de la machine électrique, la tension en entrée du convertisseur de tension (2), le courant en entrée du convertisseur de tension (2), la tension en sortie du convertisseur de tension (2), le courant en sortie du convertisseur de tension, la température du convertisseur de tension (2) et la température de la machine électrique.
8. 8. Procédé de commande des interrupteurs électroniques (11) d'un convertisseur de tension (2) faisant partie d'un circuit électrique (1) comprenant en outre : - une unité de stockage d'énergie électrique (30) reliée à l'entrée du convertisseur de tension (2), - un enroulement électrique de stator (22) d'une machine électrique relié à la sortie du convertisseur de tension (2), et - un dispositif de commande auxiliaire (16) desdits interrupteurs électroniques (11), procédé dans lequel, lorsque la machine électrique fonctionne en génératrice et qu'une grandeur électrique (Vbus) du convertisseur de tension (2) atteint une valeur seuil : - les interrupteurs électroniques (11) sont commandés par le dispositif de commande auxiliaire (16) de manière à empêcher l'alimentation de l'unité de stockage d'énergie électrique (30) par la tension induite dans l'enroulement électrique de stator (22), et, - la valeur d'au moins un paramètre représentatif de l'état du circuit électrique (1) est enregistrée par le dispositif de commande auxiliaire (16).
9. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la machine électrique est une machine électrique tournante synchrone, notamment à aimants permanents.
10. 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, dans lequel le circuit électrique (1) est embarqué sur un véhicule et dans lequel le paramètre enregistré par le dispositif de commande auxiliaire (16) se rapporte à la présence d'une clé de contact du véhicule dans le logement correspondant et/ou à la position de la clé dans ce logement pour permettre le démarrage du véhicule.
11. 11. Procédé selon la revendication 10, étant mis en oeuvre pendant que le véhicule est remorqué.