FR3018556B1 - Methode de prediction de l'etat thermique d'un demarreur - Google Patents
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Abstract
Méthode de prédiction de l'état thermique d'un démarreur configuré pour démarrer un moteur thermique, comprenant une étape de calcul de l'état thermique à un deuxième instant du démarreur à partir de l'état thermique à un premier instant du démarreur, le deuxième instant étant ultérieur au premier instant, cette étape de calcul utilisant l'état thermique du moteur et un modèle préétabli de l'état thermique du démarreur, ce modèle préétabli comprenant les pertes thermiques du démarreur à différents états thermique du démarreur, l'état thermique du démarreur au deuxième instant étant obtenu de l'état thermique du démarreur au premier instant de la manière suivante : E(k+1)=AE(k) + BU + C, E(k), E(k+1) étant deux vecteurs de températures décrivant, l'état thermique du démarreur, respectivement, au premier instant k et au deuxième instant ultérieur k+1 ; - A, B et C modélisant les pertes thermiques du démarreur à l'état thermique au premier instant ; - U représentant l'état thermique du moteur.
Description
METHODE DE PREDICTION DE L’ETAT THERMIQUE D’UN DEMARREUR
[0001] L’invention a trait au domaine de la thermique d’un démarreur dans un véhicule automobile.
[0002] Plus particulièrement, l’invention se rapporte à une méthode et un système permettant de prédire l’état thermique d’un démarreur. L’invention se rapporte en outre à un véhicule automobile équipé d’un tel système.
[0003] Par état thermique d’un organe (ex : moteur, démarreur), on entend ici, les caractéristiques en températures mesurées/évaluées en un ou plusieurs point de l’organe considéré.
[0004] La gestion de la température des démarreurs dans les véhicules automobile constitue un enjeu majeur chez les constructeurs. D’une manière générale, un démarreur peut s’échauffer fortement lors des phases de démarrage et de redémarrage d’un véhicule. Une durée prolongée d’activation d’un démarreur engendre une montée en température importante de celui-ci, risquant d’impacter son fonctionnement et/ou sa durée de vie. Ce risque s’applique encore d’avantage aux véhicules munis de systèmes d’arrêts et de redémarrages automatiques (encore communément désignés systèmes « Stop-and-Start >> en terminologie anglaise). Dans ces systèmes, le démarreur est piloté pour redémarrer automatiquement le moteur thermique, à la suite d’un arrêt du véhicule et de son moteur. Dans des situations de redémarrages répétés, afin d’éviter une surchauffe du démarreur, il s’avère particulièrement nécessaire de connaître sa température en temps réel.
[0005] Une solution répondant à ce problème peut alors consister à effectuer des mesures de la température du démarreur, via un capteur de température. Cependant, l’utilisation d’un tel dispositif implique l’ajout d’une pièce supplémentaire au démarreur, ainsi qu’un surcoût non négligeable. Une autre méthode généralement utilisée consiste, lors de la conception du démarreur, à dimensionner celui-ci en tenant compte des contraintes d’échauffement. Ainsi, seule la conception du démarreur est alors garante de la non-atteinte des températures limites. [0006] Le document DE10347683 propose l’inhibition de la fonction « Stop-and-Start >>, lorsque la température de l'électronique de puissance d’un alterno-démarreur dépasse une valeur seuil. L’électronique de puissance est préférentiellement réalisée via des transistors MOS, utilisés comme éléments semi-conducteurs de commutation. La température des composants électroniques est déterminée via une mesure directe effectuée par un capteur, ou alternativement déduite en fonction d’une température ambiante ou d’une température de liquide de refroidissement, relative à un système de refroidissement de l’alterno-démarreur. Cette technique suppose à la fois de disposer d’un système de refroidissement de l’alterno-démarreur et de connaître sa température associée à tout moment. Une telle situation n’est cependant pas envisageable pour de nombreux démarreurs à faible encombrement, du fait de leurs conceptions.
[0007] L’invention proposée a pour but de remédier aux inconvénients précités.
[0008] Un premier objet est de proposer une méthode permettant de déterminer l’état thermique d’un démarreur sans modification structurelle de ce dernier.
[0009] Un autre objet est de proposer une méthode permettant de déterminer l’état thermique d’un démarreur sans avoir recours à l’installation d’un capteur de température supplémentaire sur le démarreur.
[0010] Un autre objet est de proposer une méthode dynamique de calcul, permettant de déterminer en temps réel l’état thermique du démarreur (à mesure de son évolution), aussi bien lors de son utilisation que lorsqu’il n’est pas activé.
[0011] A cet effet, il est proposé, selon un premier aspect, une méthode de prédiction de l’état thermique d’un démarreur configuré pour démarrer un moteur thermique, cette méthode comprenant une étape de calcul de l’état thermique à un deuxième instant du démarreur à partir de l’état thermique à un premier instant du démarreur, le deuxième instant étant ultérieur au premier instant, cette étape de calcul utilisant l’état thermique du moteur thermique et un modèle préétabli de l’état thermique du démarreur, ce modèle préétabli comprenant les pertes thermiques du démarreur à différents états thermique du démarreur, l’état thermique du démarreur au deuxième instant étant obtenu de l’état thermique du démarreur au premier instant de la manière suivante E(k+1 )=AE(k) + BU + C , E(k), E(k+1) étant deux vecteurs de températures décrivant, l’état thermique du démarreur, respectivement, au premier instant k et au deuxième instant ultérieur k+1 ; A, B et C modélisant les pertes thermiques du démarreur à l’état thermique au premier instant ; - U représentant l’état thermique du moteur.
[0012] Avantageusement, cette méthode comprend une étape d’initialisation de l’état thermique du démarreur E(k) au premier instant k, en initialisant lors d’un premier démarrage les valeurs de températures de cet état thermique à l’état thermique du moteur thermique.
[0013] Avantageusement, l’état thermique du moteur est déterminé par la température du liquide de refroidissement du moteur thermique.
[0014] Avantageusement, la modélisation des pertes thermiques du démarreur au premier instant est obtenue par une étape de comparaison entre les températures de l’état thermique E(k) au premier instant k et des modèles thermiques préétablis.
[0015] Avantageusement, les températures décrivant l’état thermique du démarreur sont les températures du rotor, du stator et des balais du démarreur.
[0016] Selon un deuxième aspect, il est proposé une unité de traitement informatique comprenant des instructions pour la mise en oeuvre de la méthode telle que présentée ci-dessus.
[0017] Selon un troisième aspect, il est proposé un système de prédiction de l’état thermique d’un démarreur configuré pour démarrer un moteur thermique, ce système comprenant des moyens aptes à calculer l’état thermique à un deuxième instant du démarreur à partir de l’état thermique à un premier instant du démarreur, le deuxième instant étant ultérieur au premier instant, cette étape de calcul utilisant l’état thermique du moteur thermique et un modèle préétabli de l’état thermique du démarreur, ce modèle préétabli comprenant les pertes thermiques du démarreur à différents états thermique du démarreur, l’état thermique du démarreur au deuxième instant ultérieur étant obtenu de l’état thermique du démarreur au premier instant de la manière suivante E(k+1 )=AE(k) + BU + C , E(k), E(k+1) étant deux vecteurs de températures, décrivant l’état thermique du démarreur, respectivement au premier instant k et au deuxième instant ultérieur k+1 ; A, B et C modélisant les pertes thermiques du démarreur à l’état thermique au premier instant ; - U représentant l’état thermique du moteur.
[0018] Avantageusement, ce système comprend des moyens pour initialiser l’état thermique du démarreur E(k) au premier instant k, ces moyens étant aptes à initialiser lors d’un premier démarrage les valeurs de températures de cet état thermique à l’état thermique du moteur thermique, l’état thermique du moteur étant déterminé par la température du liquide de refroidissement du moteur thermique.
[0019] Avantageusement, dans ce système les températures décrivant l’état thermique du démarreur sont les températures du rotor, du stator et des balais du démarreur.
[0020] Selon un quatrième aspect, il est proposé un véhicule automobile, comprenant un système tel que présenté ci-dessus.
[0021] D’autres objets et avantages de l’invention apparaîtront à la lumière de la description de modes de réalisations, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 illustre un système de prédiction de l’état thermique d’un démarreur selon un mode de réalisation ; - la figure 2 illustre un circuit équivalent d’un modèle thermique d’un démarreur selon un mode de réalisation.
[0022] Il est entendu que les modes de réalisations décrits par la suite concernent aussi bien un démarreur, un alterno-démarreur et plus généralement tout dispositif apte à démarrer/redémarrer un moteur thermique d’un véhicule automobile.
[0023] Sur la figure 1 est représenté un système de prédiction de l’état thermique du démarreur d’un véhicule automobile selon un mode de réalisation. Dans ce système, un premier module 1 comprend un modèle thermique analytique préenregistré dudit démarreur, permettant de décrire, à l’aide d’équations différentielles, le comportement dynamique en températures du démarreur au repos ou lors de son activation, par exemple lors du démarrage ou redémarrage d’un moteur thermique auquel il est associé.
[0024] Avantageusement, le premier module 1 comporte les paramètres d’entrées suivants : - une information de température relative à l’état thermique du moteur thermique du véhicule. Avantageusement, cette information est la température 101 Tco du liquide de refroidissement du moteur thermique, désignée aussi indifféremment par la suite comme température d’eau du moteur thermique. Cette entrée est un paramètre standard typiquement contrôlé par le système de diagnostic embarqué du véhicule ; - le statut d’activité du démarreur 102 (éteint ou activé), pouvant à titre d’exemple être fourni par un système de contrôle du véhicule ; - des températures 103 caractéristiques du démarreur préalablement calculées par un deuxième module 2 dont le fonctionnement est développé plus bas. Les valeurs de températures 103 sont fournies au premier module 1 via une rétroaction provenant du deuxième module 2. Ces valeurs de températures décrivent l’état thermique du démarreur, et sont avantageusement ordonnées sous la forme d’un vecteur.
[0025] Le premier module 1 utilise les paramètres 101, 102, 103 comme entrées du modèle thermique analytique préenregistré du démarreur. Les paramètres caractérisant les équations de ce modèle sont des constantes de temps thermiques et des coefficients fonctions des entrées 101, 102, 103. L’initialisation, puis l’évolution des valeurs de ces paramètres caractéristiques, sont par exemple déterminées via une étape de comparaison avec des tables de mesures thermiques préétablies et/ou des modélisations thermiques préenregistrées de ces paramètres.
[0026] Avantageusement, le premier module 1 utilise les paramètres 101, 102, 103 avec le modèle préenregistré, pour fournir en sortie les dérivées temporelles 104 de différentes températures caractéristiques du démarreur 103. Avantageusement, ces dérivées temporelles sont ordonnées sous la forme d’un vecteur. Ces dérivées temporelles sont alors transmises en entrée du deuxième module 2.
[0027] Avantageusement, le premier module 1 et le deuxième module 2 sont réalisés via un ensemble d’instructions logicielles programmées sur support approprié tel un processeur. Avantageusement, ces modules sont compris dans une unité de traitement informatique tel qu’un calculateur du véhicule automobile.
[0028] Le deuxième module 2 permet l’initialisation des températures du démarreur, ainsi que le calcul à chaque instant des températures 103 caractéristiques du démarreur, par intégration des dérivées temporelles 104 fournies par le premier module 1.
[0029] Avantageusement, le deuxième module 2 comprend les paramètres d’entrées suivants : - les dérivées temporelles 104 des températures du démarreur. Avantageusement, ces dérivées se présentent sous la forme d’un vecteur ; - une durée de veille 105 du calculateur dans lequel sont implémentés les modules 1 et 2. La durée de veille du calculateur, est par exemple calculée sur la base de mesures d’intervalles de temps effectuées via des « timers >> ; - l’information de température relative à la température du liquide de refroidissement 101 Tco du moteur thermique. Selon un mode de réalisation, détaillé ultérieurement, l’information 101 Tco est utilisée lors l’initialisation des températures du démarreur, par exemple avant une première exécution du système de prédiction des températures du démarreur.
[0030] Le deuxième module 2 est configuré pour résoudre par intégration, les dérivées temporelles retournées par le premier module 1. Ainsi le deuxième module 2 calcule en fonction de ses paramètres d’entrées 104, 105, 101 les températures 103 instantanées du démarreur. Les températures 103 du démarreur, sont alors mises à disposition en sortie du module 2, avantageusement sous forme d’un vecteur de températures caractéristiques de l’état thermique du démarreur, permettant ainsi - leur utilisation éventuelle dans une stratégie de gestion du démarreur, par exemple l’autorisation ou l’inhibition de la fonction d’arrêt automatique du moteur thermique en fonction d’une valeur seuil de température préenregistrée ; - leur réutilisation par le premier module 1 comme paramètres d’entrées, permettant ainsi le calcul des températures du démarreur aux instants suivants.
[0031] En outre, le deuxième module 2 est configuré pour initialiser/réinitialiser les valeurs de températures du démarreur, lors du premier démarrage d’un véhicule et/ou lors d’une phase de redémarrage du moteur thermique du véhicule. Ainsi, selon un mode de réalisation, lors d’un démarrage ou du redémarrage du moteur thermique, le deuxième module 2 initialise/réinitialise les températures 103 caractéristiques de l’état thermique du démarreur à la température d’eau 101 Tco du moteur thermique.
[0032] La figure 2, illustre selon un mode de réalisation, un circuit équivalent d’un modèle thermique du démarreur d’un moteur thermique. Ce modèle considère la température d’eau du moteur thermique 204 Tco et les températures d’éléments caractéristiques constitutifs du démarreur à savoir : - la température du stator 201 Tstator du démarreur ; - la température du rotor 202 TrotOr du démarreur ; - la température des balais 203 Tbaiai du démarreur.
[0033] Dans ce modèle, le stator, le rotor et les balais du démarreur sont par ailleurs modélisés par les grandeurs suivantes : - des sources de chaleurs modélisant des pertes énergétiques dans le démarreur o la puissance thermique du rotor 205 Protor (pertes par frottements secs ou visqueux) ; o la puissance thermique des balais 206 Pbaiais (pertes magnétiques) ; o la puissance thermique du stator 207 Pstator (pertes d’énergie par effet Joule) ; - des capacités thermiques o capacité thermique du rotor 208 CrotOr ; o capacité thermique des balais 209 Cbaiai ; o capacité thermique du stator 210 Cstator ; - des résistances thermiques o résistance thermique du rotor 211 Rrotor ; o résistance thermique du stator 212 RstatOr· [0034] En outre, des transferts de chaleurs par convection au sein du démarreur sont modélisés par - une résistance thermique 213 Rconvi, se rapportant aux transferts de chaleurs dans l’entrefer du démarreur (espace vide entre le rotor et le stator) ; - une résistance thermique 214 Rconv2 se rapportant aux transferts de chaleurs entre la culasse du démarreur et le moteur thermique du véhicule.
[0035] A partir du modèle de la figure 2, la dynamique thermique du démarreur peut alors être modélisée par le système d’équations différentielles ci-dessous :
, où les notations suivantes ont été introduites :
est une variable permettant de distinguer le cas où : - le démarreur est éteint (non-génération de pertes) : iact=0 ; - le démarreur est activé (pertes thermiques générées) : iact =1 ; - T désigne la dérivée de la variableT.
[0036] Avantageusement, le système d’équations différentielles établi ci-dessus, permet d’exprimer les dérivées temporelles des différentes températures 104 caractéristiques du démarreur
en fonction d’un vecteur de températures 103 caractéristiques du démarreur
préalablement initialisé ou calculé.
[0037] Ainsi l’implémentation du système d’équations
dans le premier module 1, permet d’obtenir en sortie de ce module les dérivées temporelles
des températures du rotor, du stator et des balais, c'est-à-dire des dérivées des températures caractéristiques du démarreur.
[0038] Un premier calcul de ces dérivées, nécessite par ailleurs la connaissance des températures initiales TstatOr, TrotOr, Tbaiai, dont l’initialisation est décrite dans un mode de réalisation ultérieur. La variable iact est quant à elle déterminée en fonction du statut d’activité du démarreur 102 fournie en entrée du premier module 1.
[0039] Selon divers modes de réalisations, l’ensemble des paramètres du modèle équivalent proposé en figure 2, sont identifiés au préalable pour une plage de température du démarreur, par exemple dans l'intervalle [-30°c, +200°C].
[0040] Un certain nombre de ces paramètres, comme les résistances et les capacités thermiques évoluent ensuite dynamiquement en fonction des températures estimées du démarreur. Ainsi on observe les dépendances en températures « f() >> suivantes pour : - les résistances thermiques
- les capacités thermiques
- les coefficients liés aux pertes, qui dépendent des capacités thermiques
[0041] Selon divers modes de réalisations, afin d’initialiser ces paramètres, puis de mettre à jour dynamiquement leurs valeurs en fonction des températures estimées dans le démarreur, on utilise des modèles thermiques préenregistrés, et/ou des tables de mesures
déterminées à partir de mesures physiques relatives aux températures du démarreur dans différentes conditions d’utilisation.
[0042] En outre, le système d’équations différentielles établi précédemment, régissant les températures TrotOr, TstatOr, Tbaiai du démarreur peut être mis sous la forme temporelle
[0043] Le vecteur U, se rapportant à la température Tco d’eau du moteur thermique, peut alors être ici interprété comme un vecteur de commande de ce système d’équations.
[0044] Selon un mode de réalisation, la résolution du système d’équation précédent est effectuée par le deuxième module 2.
On suppose ici, le démarreur éteint : iact=0 =^>E=0. Pour la suite des calculs on note t0 le temps d’initialisation du système et x(t0) le vecteur des températures initiales du démarreur. On suppose de plus la matrice A inversible.
On utilise ici la résolution directe avec second membre :
On suppose l’intervalle de temps t-t0 suffisamment faible (ex : 100 ms). Ainsi, le vecteur de commande U et la matrice B sont supposés constants et intégrables sur [t0, t]. On intègre alors cette relation sur l’intervalle [t0, t] :
[0045] Ainsi, après intégration le modèle de prédiction de l’état thermique du démarreur au cours du temps pour iact=0 (démarreur éteint), est calculé par le deuxième module 2 de la manière suivante :
[0046] De même, si le démarreur est activé, iact= 1 et E#0. En notant,
avec Uo=1, on peut alors se ramener à la forme classique d’équation différentielle
[0047] Ainsi, par analogie avec les calculs précédents après intégration le modèle de prédiction de l’état thermique du démarreur au cours du temps pour iact=1 (démarreur activé), est calculé par le deuxième module 2 de la manière suivante :
Cette expression, constitue par ailleurs une généralisation du calcul précédent car pour iact=0, E=0, B’U’ = BU et l’on retrouve alors l’expression calculée précédemment. Ainsi selon un mode de réalisation, seule cette dernière expression généralisée est calculée par le deuxième module 2.
[0048] Dans un mode de réalisation simplifié, afin d’alléger les calculs effectués par le deuxième module 2, les équations temporelles du système précédent sont discrétisées selon la méthode d’Euler, sur une période d’échantillonnage At préalablement définie, par exemple At=100 ms. Les équations discrétisées se présentent alors de la manière suivante :
vecteur de températures du démarreur calculé à l’instant k.
[0049] Basé sur les équations discrétisées, le deuxième module 2 calcule alors les températures du démarreur à un instant donné de la manière suivante : x(k + \) — x(k) + (Ax(k) + BU + E)At,Vk > 0 [0050] De manière générale, suite à l’initialisation par le deuxième module 2 du vecteur des températures x(k) du démarreur, le premier module 1 met à jour son modèle analytique, en recalculant les paramètres/coefficients thermiques des matrices A, B et E. Ces matrices sont mises à jour en fonction de l’évolution de leurs paramètres, estimés par exemple via une étape de comparaison entre
des températures du vecteur x(k) et des tables de mesures et/ou des modèles thermiques préétablis, relatifs aux différents paramètres/coefficients thermiques. Le premier module 1 calcule ensuite les dérivées des températures en fonction de la température Tco (matrice U) de l’eau du moteur thermique, c'est-à-dire calcule l’expression Ax(k) + BU + E. Le deuxième module 2 calcule ensuite en fonction du résultat retourné par le premier module 1, un nouveau vecteur de températures x(k+1), selon l’équation précitée. Ainsi, une fois initialisé, le système constitué des modules 1 et 2 fonctionne de manière autonome en boucle fermée, et ce tant que le calculateur utilisé par ce système reste en activité.
[0051] Par ailleurs, il est entendu que les opérations du premier module 1 et du deuxième module 2 sont détaillées séparément afin de faciliter la compréhension. Selon un autre mode de réalisation, les opérations effectuées par le premier module 1 et le deuxième module 2 sont exécutées successivement par un même et unique module. Cet unique module est apte à initialiser/calculer un vecteur de températures x(k) à un instant k, mettre à jour les paramètres des matrices A, B et E, puis calculer un nouveau vecteur de températures x(k+1) à l’instant k+1 en fonction des températures du x(k) démarreur initialisées/calcuIées à l’instant k et de la température TC0(matrice U) de l’eau du moteur.
[0052] L’initialisation des températures du démarreur survient lors d’une première exécution du deuxième module 2 (pour k=0), ou lors d’une réactivation suite à un arrêt de ce module durant une période prolongée déterminée. A titre d’exemple, lorsque le premier module 1 et le deuxième module 2 sont mis en oeuvre dans un calculateur, l’arrêt du calculateur durant un intervalle de temps engendre l’arrêt de l’estimation des températures du démarreur. L’estimation des températures du démarreur ne pourra alors être effectuée qu’au prochain réveil du calculateur. Il est donc nécessaire de déterminer les périodes éventuelles de désactivation du calculateur. Avantageusement, l’arrêt du calculateur est effectué durant une période pendant laquelle le démarreur n’est pas activé.
[0053] Selon un mode de réalisation, lors d’un premier démarrage du véhicule, les températures décrivant l’état thermique initial x!N! du démarreur sont initialisées par le deuxième module 2, à la valeur de la température d’eau du moteur Tco. On considère en effet qu’à l’arrêt du véhicule survient un équilibre thermique vers lequel converge naturellement la partie sous le capot du véhicule :
[0054] Selon un mode de réalisation, une mémoire non volatile, enregistre - les valeurs de températures du démarreur calculées à chaque pas de temps par le deuxième module 2 ; - l’instant tsieep où le calculateur s’arrête et où les dernières valeurs thermiques du démarreur sont calculées ; - l’instant twake au bout duquel le calculateur est réactivé.
[0055] Ainsi, suite à une désactivation prolongée du calculateur suivie de son réveil, la durée de veille 105 relative au calculateur Atstop=twake-tsieeP est alors facilement calculée et fournie en entrée du deuxième module 2.
[0056] Le deuxième module 2 compare la valeur Atstop par rapport à une valeur seuil prédéterminée Tthreshoid· Avantageusement, la valeur Tthreshoid permet de définir un seuil de temps pour le calcul des températures initiales du démarreur suite à un réveil du calculateur.
[0057] Ainsi si Atstop> Tthreshoid, on considère que le calculateur est resté endormi durant un temps suffisamment long, pour que les températures du démarreur (non activé) convergent vers la température Tco d’eau du moteur. On initialise/réinitialise alors les températures de l’état thermique initial x!N! du démarreur à la valeur Tco :
[0058] A l’opposé, si Atstops Tthreshoid, on considère qu’il ne s’est pas écoulé un temps suffisant pour permettre la convergence des températures du démarreur vers la température Tco d’eau du moteur thermique. Les températures initiales sont alors calculées à partir des dernières températures calculées avant l’arrêt du calculateur, du temps d’arrêt du calculateur Atslop, ainsi que du modèle analytique implémenté dans le premier module 1. Ainsi, lors du redémarrage du calculateur, le deuxième module 2 calcule les températures initiales du démarreur de la manière suivante :
x = x[N[=x(ksieeP} + {Ax(ksieeP} + BU+ E)Atyk>Q , où x(ksleep) est le vecteur comprenant les dernières valeurs de températures du démarreur enregistrées avant l’arrêt du calculateur.
[0059] La température Tco d’eau du moteur est donc à la fois utilisée par le premier module 1 pour calculer les dérivées temporelles des températures avec son modèle analytique, et par le deuxième module 2 pour calculer des valeurs de températures initiales pour le démarreur.
[0060] Comme il peut être constaté par observation des équations précédemment décrites, le premier module 1 et le deuxième module 2 utilisent des entrées basées sur des valeurs de températures caractéristiques du démarreur, calculées ou initialisées à un instant antérieur. Ces températures caractéristiques se rapportent ici aux températures du rotor, du stator et des balais du démarreur.
[0061] Selon divers modes de réalisations, il est possible d’affiner encore d’avantage la précision du modèle analytique décrivant l’état thermique du démarreur, en tenant compte d’éléments supplémentaires constitutifs du démarreur, par exemple l’électronique de puissance du démarreur. Les pertes thermiques de ces éléments peuvent elles aussi être modélisées, via des puissances thermiques, des capacités thermiques, des résistances thermiques selon un circuit équivalent du même type que celui proposé sur la figure 2.
[0062] L’état thermique du démarreur peut donc aussi être décrit par un vecteur de températures, comprenant d’avantage de températures estimées que le vecteur de températures x(k) précédemment décrit.
[0063] Ainsi, l’état thermique E du démarreur peut, par analogie avec les modes de réalisations précédemment décrits, être calculé de la manière suivante : E(k+1 )=A’E(k) + CU + D , avec : - E(k), E(k+1) des vecteurs de températures décrivant respectivement l’état thermique E du démarreur à un premier instant k et un deuxième instant ultérieur k+1. L’initialisation/la réinitialisation du vecteur E(k) peut être effectuée selon un des modes de réalisations précédemment décrits, par exemple en initialisant l’ensemble des températures du vecteur E(k) à la température Tco d’eau du moteur thermique ; - A’, C, D des matrices (plus précisément, A’ est une matrice, C et D sont des vecteurs colonnes) dont les éléments constitutifs sont des constante de temps et/ou des coefficients thermiques, modélisant les pertes thermiques dans le démarreur (résistances, puissances, capacités thermiques). L’initialisation/l’évolution des valeurs de ces paramètres sont déterminés en fonction des températures de l’état thermique E(k), via une étape de comparaison des températures décrivant E(k) avec des tables de mesures et/ou des modèles thermiques préenregistrés relatifs aux constante de temps/coefficients thermiques ; - U= Tco est une matrice de commande relative à l’état thermique du moteur, ici décrit par la température Tco d’eau du moteur.
[0064] Avantageusement, les modes de réalisations précédemment décrits ne font appel à aucun capteur implémenté au niveau du démarreur. Seul l’état thermique du moteur thermique est utilisé comme information en température lors du calcul de l’état thermique du démarreur, la température d’eau du moteur thermique étant un paramètre standard facilement accessible. Ainsi, basé sur l’information de température d’eau du moteur, il est possible de déterminer continuellement la dynamique en température du démarreur et gérer en conséquence son utilisation afin de ne pas atteindre des températures critiques. Il est ainsi possible de limiter les pannes du démarreur, liées principalement à des échauffements trop importants.
Claims (4)
- REVENDICATIONS1. Méthode de prédiction de l’état thermique d’un démarreur configuré pour démarrer un moteur thermique, cette méthode comprenant une étape de calcul de l’état thermique à un deuxième instant du démarreur à partir de l’état thermique à un premier instant du démarreur, le deuxième instant étant ultérieur au premier instant, cette étape de calcul utilisant l’état thermique du moteur thermique et un modèle préétabli de l’état thermique du démarreur, ce modèle préétabli comprenant les pertes thermiques du démarreur à différents états thermique du démarreur, l’état thermique du démarreur au deuxième instant étant obtenu de l’état thermique du démarreur au premier instant de la manière suivante : E(k+1 )=AE(k) + BU + E , E(k), E(k+1) étant deux vecteurs de températures décrivant, l’état thermique du démarreur, respectivement, au premier instant k et au deuxième instant ultérieur k+1 ; A et B étant des matrices dont les éléments constitutifs sont des constantes de temps et E étant une matrice dont les éléments constitutifs sont des coefficients thermiques (coefft, coeff2, coeff3) et une variable d’activation du démarreur (iact) ; - U représentant l’état thermique du moteur.
- 2. Méthode selon la revendication 1, comprenant en outre une étape d’initialisation de l’état thermique du démarreur E(k) au premier instant k, en initialisant lors d’un premier démarrage les valeurs de températures de cet état thermique à l’état thermique du moteur thermique. 3. Méthode selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans laquelle l’état thermique du moteur est déterminé par la température (101) du liquide de refroidissement du moteur thermique. 4. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la modélisation des pertes thermiques du démarreur au premier instant est obtenue par une étape de comparaison entre les températures de l’état thermique E(k) au premier instant k et des modèles thermiques préétablis. 5. Méthode selon l’une quelconque des revendications précédentes, où les températures décrivant l’état thermique du démarreur sont la température (202) du rotor, la température (201) du stator et la température (203) des balais du démarreur.
- 6. Unité de traitement informatique comprenant des instructions pour la mise en œuvre de la méthode selon l’une quelconque des revendications 1 à 5. 7. Système de prédiction de l’état thermique d’un démarreur configuré pour démarrer un moteur thermique, ce système comprenant des moyens aptes à calculer l’état thermique à un deuxième instant du démarreur à partir de l’état thermique à un premier instant du démarreur, le deuxième instant étant ultérieur au premier instant, cette étape de calcul utilisant l’état thermique du moteur thermique et un modèle préétabli de l’état thermique du démarreur, ce modèle préétabli comprenant les pertes thermiques du démarreur à différents états thermique du démarreur, l’état thermique du démarreur au deuxième instant ultérieur étant obtenu de l’état thermique du démarreur au premier instant de la manière suivante E(k+1 )=AE(k) + BU+E , E(k), E(k+1) étant deux vecteurs de températures , décrivant l’état thermique du démarreur, respectivement au premier instant k et au deuxième instant ultérieur k+1 ; A et B étant des matrices dont les éléments constitutifs sont des constantes de temps et E étant une matrice dont les éléments constitutifs sont des coefficients thermiques (coeffl, coeff2, coeffS) et une variable d’activation du démarreur (iact); - U représentant l’état thermique du moteur.
- 8. Système selon la revendication 7, comprenant en outre des moyens pour initialiser l’état thermique du démarreur E(k) au premier instant k, ces moyens étant aptes à initialiser lors d’un premier démarrage les valeurs de températures de cet état thermique à l’état thermique du moteur thermique, l’état thermique du moteur étant déterminé par la température (101) du liquide de refroidissement du moteur thermique. 9. Système selon les revendications 7 ou 8, où les températures décrivant l’état thermique du démarreur sont la température (202) du rotor, la température (201) du stator et la température (203) des balais du démarreur. 10. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu’il comprend un système de prédiction de Tétât thermique d’un démarreur selon Tune quelconque des revendications 7 à 9.
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