FR3064844A1 - Systeme de commande pour machine a induction et vehicule electrique - Google Patents

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Abstract

Il est prévu un système de commande pour une machine à induction capable de réguler, de manière appropriée, deux rotors uniformément en négociant un virage. A cet effet, il est divulgué un système de commande pour une machine à induction. Le système de commande comprend, en tant qu'organe de commande, une ECU (5). L'ECU (5) calcule des couples cibles pour les deux rotors (22, 23) respectifs, qui prennent en sandwich un stator (21) d'un moteur (2), sur la base d'une répartition de couple pour les deux rotors (22, 23), et un couple total que le moteur (2) doit développer ; et sélectionne, en tant qu'une fréquence de la vitesse synchrone du moteur (2), une fréquence de régulation commune aux deux rotors (22, 23) sur la base des couples cibles et des vitesses rotationnelles des deux rotors (22, 23) respectifs.

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 064 844 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 18 51996
COURBEVOIE © Int Cl8 : H 02 K 16/02 (2017.01), B 60 K 1/00, B 60 L 9/16
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 08.03.18. © Demandeur(s) : SUZUKI MOTOR CORPORATION —
© Priorité : 28.03.17 JP 2017062233. JP.
@ Inventeur(s) : AOYAMA MASAHI RO.
©) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 05.10.18 Bulletin 18/40.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Ce dernier n'a pas été
établi à la date de publication de la demande.
(© Références à d’autres documents nationaux ® Titulaire(s) : SUZUKI MOTOR CORPORATION.
apparentés :
©) Demande(s) d’extension : © Mandataire(s) : CABINET PLASSERAUD.
SYSTEME DE COMMANDE POUR MACHINE A INDUCTION ET VEHICULE ELECTRIQUE.
FR 3 064 844 - A1
Il est prévu un système de commande pour une machine à induction capable de réguler, de manière appropriée, deux rotors uniformément en négociant un virage. A cet effet, il est divulgué un système de commande pour une machine à induction. Le système de commande comprend, en tant qu'organe de commande, une ECU (5). L'ECU (5) calcule des couples cibles pour les deux rotors (22, 23) respectifs, qui prennent en sandwich un stator (21 ) d'un moteur (2), sur la base d'une répartition de couple pour les deux rotors (22, 23), et un couple total que le moteur (2) doit développer; et sélectionne, en tant qu'une fréquence de la vitesse synchrone du moteur (2), une fréquence de régulation commune aux deux rotors (22, 23) sur la base des couples cibles et des vitesses rotationnelles des deux rotors (22, 23) respectifs.
Figure FR3064844A1_D0001
Figure FR3064844A1_D0002
SYSTEME DE COMMANDE POUR MACHINE A INDUCTION ET VEHICULE
ELECTRIQUE [0001] La présente invention concerne un système de commande pour une machine à induction.
[0002] JP 2 827 502 B2, appelé ci-après document de brevet 1, décrit un véhicule électrique avec une machine à induction qui est régulée par une tension CA utilisée en tant que source de régulation. Dans le véhicule électrique, pour réaliser une réduction du poids de son groupe motopropulseur en amenant une machine à induction à double rotor à se comporter en tant qu’engrenage différentiel, la machine à induction est commandée par l’intermédiaire d’un onduleur unique pour effectuer une commande de régulation des roues motrices gauche et droite.
[0003] En détail, une tension est déterminée sur la base d’une moyenne, qui est la somme de la vitesse rotationnelle d’un rotor pour la roue motrice gauche et de la vitesse rotationnelle de l’autre rotor pour la roue motrice droite, divisée par deux. Avec la tension déterminée, l’une de diverses courbes de couple-glissement est sélectionnée. Le couple est déterminé par la récupération de l’une sélectionnée des courbes de couple-glissement.
[0004] En négociant un virage, pour empêcher toute survenance d’une capacité de braquage imprévue, un couple cible du rotor pour celle de côté intérieur des roues motrices gauche et droite et un couple cible du rotor pour celle de côté extérieur des roues motrices gauche et droite sont déterminés après la mise à jour de la vitesse synchrone de la machine à induction dans un sens d’augmentation de la vitesse synchrone de sorte que le couple du rotor pour la roue motrice extérieure soit supérieur au couple du rotor pour la roue motrice intérieure.
[0005] En outre, pour assurer le même agrément de conduite à l’accélération en négociant un virage qu’en conduisant en ligne droite, la tension est réduite pour changer la courbe de couple-glissement par une nouvelle courbe de sorte qu’une moyenne, qui est la somme du couple du rotor pour la roue motrice de côté intérieur et du couple du rotor pour la roue motrice de côté extérieur divisée par deux, corresponde au couple, qui est déterminé par la récupération de la courbe de coupleglissement sélectionnée, pour la conduite en ligne droite.
[0006] Document de brevet 1 : JP 2 827 502 B2.
[0007] Dans le cas dans lequel, comme cela est décrit dans JP 2 827 502 B2, la vitesse synchrone de la machine à induction est déterminée sur la base de la moyenne, qui est la somme des vitesses rotationnelles des rotors gauche et droit, la vitesse rotationnelle du rotor pour la roue motrice de côté extérieur en négociant un virage à grande vitesse est susceptible de dépasser la vitesse synchrone de la machine à induction. Cela amène un couple du rotor pour la roue motrice de côté extérieur, qui est donné après la récupération de la courbe de couple-glissement sélectionnée, à prendre une valeur négative, ce qui amène le rotor pour la roue motrice de côté extérieur à générer un couple régénératif. Cela rend difficile pour le véhicule de négocier le virage en douceur.
[0008] Un objet de la présente invention consiste à proposer un système de commande pour une machine à induction capable de réguler correctement deux rotors même en négociant un virage.
[0009] Il est prévu un système de commande pour une machine à induction comprenant deux rotors capables de tourner à des vitesses différentes. Le système de commande comprend : un organe de commande. L’organe de commande calcule des couples cibles pour les deux rotors respectifs sur la base d’une répartition de couple pour les deux rotors et un couple total que la machine à induction doit développer. En outre, l’organe de commande sélectionne, en tant qu’une fréquence de la vitesse synchrone de la machine à induction, une fréquence de régulation commune aux deux rotors sur la base des couples cibles et des vitesses rotationnelles des deux rotors respectifs.
[0010] Selon la présente invention, cela régule correctement les deux rotors même en négociant un virage.
[0011] La présente invention va être décrite en détail ci-après en référence aux dessins annexés sur lesquels :
la figure 1 est un schéma représentant un système de commande pour une machine à induction dans une mise en œuvre ;
la figure 2 est une vue en perspective d’un stator de la machine à induction ; la figure 3 est une vue en perspective de deux rotors de la machine à induction ;
la figure 4 est une vue en coupe de la machine à induction ; la figure 5 représente un véhicule en train de négocier un virage ;
la figure 6 représente un exemple d’une carte de couple-glissement ; la figure 7 représente un schéma de principe illustrant une commande du système de commande ;
la figure 8 représente un déplacement de la carte de couple-glissement effectué dans le système de commande.
[0012] Il est divulgué dans les présentes un système de commande pour une machine à induction comprenant deux rotors capables de tourner à des vitesses différentes. Le système de commande comprend : un organe de commande. L’organe de commande calcule des couples cibles pour les deux rotors respectifs sur la base d’une répartition de couple pour les deux rotors et un couple total que la machine à induction doit développer. En outre, l’organe de commande sélectionne, en tant qu’une fréquence de la vitesse synchrone de la machine à induction, une fréquence de régulation commune aux deux rotors sur la base des couples cibles et des vitesses rotationnelles des deux rotors respectifs.
Cela régule correctement les deux rotors même en négociant un virage.
[0013] En référence aux dessins annexés, il va être décrit en détail ci-après comment une machine à induction est commandée dans la présente mise en œuvre.
[0014] Sur la figure 1, le numéro de référence 1 représente généralement un véhicule 1 sous la forme d’un véhicule électrique. Le véhicule 1 comprend : une machine à induction 2 qui fonctionne en tant qu’un moteur de traction ; un onduleur 3 ; une batterie 4, et un organe de commande sous la forme d’une unité de commande électronique (ECU) 5.
[0015] La machine à induction 2 comprend un stator annulaire 21, un premier rotor en forme de disque 22 et un deuxième rotor en forme de disque 23. Les premier et deuxième rotors 22 et 23 sont rotatifs autour d’un axe et agencés pour prendre le stator 21 en sandwich. En détail, le premier rotor 22 est espacé axialement, par l’intermédiaire d’un espacement axial, d’une surface d’extrémité axiale du stator 21, et le deuxième rotor 23 est espacé axialement, par l’intermédiaire d’un autre espacement axial, de l’autre surface d’extrémité axiale du stator 21.
[0016] Le premier rotor 22 comporte un côté faisant face au stator 21 et l’autre côté opposé au premier côté. Un premier arbre de sortie 24 s’étend à partir du côté opposé du premier rotor 22. Le premier arbre de sortie 24 est rotatif en tant qu’un arbre de rotation du premier rotor 22.
[0017] Le premier arbre de sortie 24 est raccordé à une roue motrice gauche
61. La roue motrice gauche 61 tourne au fur et à mesure de la rotation du premier rotor 22.
[0018] Le deuxième rotor 23 comporte un côté faisant face au stator 21 et l’autre côté opposé au premier côté. Un deuxième arbre de sortie 25 s’étend du côté opposé du deuxième rotor 23. Le deuxième arbre de sortie 25 est rotatif en tant qu’un arbre de rotation du deuxième rotor 23.
[0019] Le deuxième arbre de sortie 25 est raccordé à une roue motrice droite
62. La roue motrice droite 62 tourne au fur et à mesure de la rotation du deuxième rotor 23. Le premier rotor 22 et le deuxième retour 23 peuvent être respectivement raccordés au premier arbre de sortie 24 et au deuxième arbre de sortie 24, par l’intermédiaire d’engrenages.
[0020] Le premier arbre de sortie 24 et le deuxième arbre de sortie 25 ne sont pas directement raccordés de sorte que le premier arbre de sortie 24 et le deuxième arbre de sortie 25 puissent tourner à des vitesses indépendantes. Dans la présente mise en œuvre, l’axe de rotation de chacun du premier rotor 22 et du deuxième retour 23 est aligné avec la ligne centrale du stator 21.
[0021] En référence à la figure 2, le stator 21 comprend un noyau de stator annulaire 211 et un enroulement de stator 212 placé dans le noyau de stator 211. Le noyau de stator 211 est constitué d’un matériau magnétique.
[0022] Le noyau de stator 211 comprend une culasse de stator annulaire (non représentée) et un nombre de dents de stator réparties circonférentiellement 213.
[0023] Dans la description, le terme « sens circonférentiel » et ses dérivés font référence au sens circonférentiel par rapport à l’axe central du stator 21. De plus, le terme « sens axial » et ses dérivés font référence au sens axial le long de l’axe central du stator 21.
[0024] En outre, le terme « sens radial » et ses dérivés font référence à l’un de sens le long de lignes qui croisent l’axe central à angle droit. En d’autres termes, les sens radiaux font référence aux sens s’étendant radialement depuis l’axe central. Le terme « côté extérieur dans le sens radial » fait référence au côté radialement distant depuis l’axe central. Le terme « côté intérieur dans le sens radial » fait référence au côté radialement proche ou moins distant depuis l’axe central.
[0025] Les dents de stator 213 s’étendent vers l’extérieur depuis la culasse de stator. En vue dans le sens axial, chacune des dents de stator 213 est un trapézoïde. En vue dans le sens circonférentiel, la dent de stator 213 présente un profil en coupe transversale rectangulaire. Dans la présente mise en œuvre, les dents de stator 213, dont le nombre est égal à 36, sont réparties uniformément dans le sens circonférentiel de la culasse de stator.
[0026] L’enroulement de stator 212 est enroulé de manière toroïdale autour de la culasse de stator annulaire en utilisant des encoches, chacune d’elles étant définie entre deux dents de stator 213 adjacentes. L’enroulement toroïdal fait référence à l’enroulement d’un fil sur la culasse de stator pour former un tore.
[0027] Avec l’enroulement toroïdal, il est possible de situer concentriquement les extrémités de bobine sur le côté intérieur dans le sens radial, ce qui contribue à la miniaturisation de la machine à induction 2. En situant concentriquement les extrémités de bobine sur le côté intérieur dans le sens radial, il est possible de situer des voies de chaleur sur le côté extérieur dans le sens radial, ce qui améliore une dissipation de chaleur.
[0028] L’enroulement de stator 212 est un enroulement triphasé comportant une phase u, une phase v et une phase w. L’enroulement de stator 212 est formé par l’enroulement d’un fil sur la culasse de stator pour constituer un tore. Avec l’enroulement toroïdal, les extrémités de bobine sont situées concentriquement sur le côté intérieur dans le sens radial, en fournissant un enroulement de distribution uniquement en commutant un raccordement entre les extrémités de bobine associées.
[0029] En référence à la figure 3, le premier rotor 22 présente une structure à cage d’écureuil qui comprend un noyau de rotor 221 et des barres conductrices de rotor 222. Des dents de rotor 223 sont prévues sur la surface du noyau de rotor 221 qui fait face au stator 21. Les dents de rotor 223 font saillie depuis le noyau de rotor 221 dans le sens axial. En vue des dents de rotor 223 dans le sens axial, chacune des dents de rotor 223 est un trapézoïde. Les dents de rotor 223 sont réparties uniformément dans le sens circonférentiel. Dans la présente mise en œuvre, les dents de rotor 223, dont le nombre est égal à 40, sont réparties uniformément dans le sens circonférentiel.
[0030] Les barres de rotor 222 sont montées en surface sur l’intégralité de la surface du noyau de rotor 221 qui est formée avec les dents de rotor 223. Les barres de rotor 222 sont constituées par exemple de cuivre ou d’aluminium. Les barres de rotor 222 se découvrent et exposent ainsi la surface d’extrémité de pointe de chacune des dents de rotor 223. C’est ainsi que le premier rotor 22 est configuré en tant qu’un rotor à induction à cage d’écureuil.
[0031] Le deuxième rotor 23 présente une structure à cage d’écureuil comprenant un noyau de rotor 231 et des barres conductrices de rotor 232. Comme avec le premier rotor 22, des dents de rotor, non représentées sur la figure 3, sont prévues sur la surface du noyau de rotor 221 faisant face au stator 21.
[0032] Comme avec le premier rotor 22, les barres de rotor 232 sont montées en surface sur l’intégralité de la surface du noyau de rotor 231 qui est formée avec les dents de rotor du noyau de rotor 231. C’est ainsi que le deuxième rotor 23 est configuré en tant qu’un rotor à induction à cage d’écureuil.
[0033] Le premier rotor 22 et le deuxième rotor 23 ont la même structure (en termes de nombre d’encoches, de configuration de noyaux de rotor et de résistivité des barres de rotor).
[0034] Comme cela est représenté sur la figure 4, le stator 21 est pris en sandwich entre le premier rotor 22 et le deuxième rotor 23 pour fournir une machine à induction à flux axial à double rotor. La machine à induction à flux axial présente une configuration de machine à induction à entrefer axial à deux côtés, avec le stator 21 qui est espacé de chacun du premier rotor 22 et du deuxième rotor 23 pour former un entrefer axial prédéterminé.
[0035] Un champ magnétique tournant est créé par des courants alternatifs triphasés de magnétisation de stator alimentés dans l’enroulement de stator 212. Des tensions sont induites dans les barres de rotor 222 du premier rotor 22 et dans les barres de rotor 232 du deuxième rotor 23. Les barres de rotor 222 et 232 sont courtcircuitées. Des courants (ou courants induits) s’écoulent dans les barres de rotor 222 et 232. Le couple sur le premier rotor 22 provient de l’interaction du champ magnétique tournant et des courants de rotor dans les barres de rotor 222. Le couple sur le deuxième rotor 23 provient de l’interaction du champ magnétique tournant et des courants de rotor dans les barres de rotor 232. Les courants de rotor sont induits en raison d’une densité de flux (ou liaisons de flux) et de la vitesse relative (ω8 - ωο), où ω8 est la vitesse synchrone, et ωο est la vitesse d’un rotor. C’est ainsi que la machine à induction 2 fonctionne en tant qu’un moteur à induction.
[0036] En référence à la figure 1, l’onduleur 3 convertit la puissance directe de la batterie en puissances alternatives triphasées, et les alimente dans l’enroulement de stator 212 en mode de moteur ou de puissance. En mode régénératif, l’onduleur 3 convertit les puissances alternatives (CA) triphasées provenant de l’enroulement de stator 212 en puissance continue (CC), et charge la batterie 4.
[0037]La batterie 4 peut être une batterie au nickel ou une batterie au lithium. Elle comprend un certain nombre de cellules raccordées en série. La batterie 4 alimente la puissance dans la machine à induction 2 par l’intermédiaire de l’onduleur 3.
[0038] L’ECU 5 comprend une unité informatique. L’unité informatique comprend une unité centrale (CPU), une mémoire vive (RAM), une mémoire morte (ROM), une mémoire flash qui mémorise des données de sauvegarde, des ports d’entrée et des ports de sortie.
[0039] La mémoire ROM de cette unité informatique mémorise des programmes, qui amènent cette unité informatique à avoir la fonction de l’ECU 5, ainsi que diverses constantes et diverses cartes. En d’autres termes, ces composants de l’unité informatique agissent en tant que l’ECU 5 dans la présente mise en œuvre par l’exécution, par la CPU, des programmes mémorisés dans la mémoire ROM.
[0040] Divers capteurs sont raccordés aux ports d’entrée de l’ECU 5. Les divers capteurs comprennent : un capteur de position de pédale d’accélérateur 71 ; un capteur de pression hydraulique de frein 72 ; un capteur d’angle de direction 73 ; un capteur de vitesse de véhicule 74 ; un capteur de vitesse angulaire 75 ; un capteur de vitesse de roue 76 pour la roue motrice gauche 61, et un capteur de vitesse de roue 77 pour la roue motrice droite 62.
[0041] Le capteur de position de pédale d’accélérateur 71 détecte une position de pédale d’accélérateur d’une pédale d’accélérateur, non illustrée. La pédale d’accélérateur est manipulée par l’opérateur (ou le conducteur) du véhicule.
[0042] Le capteur de pression hydraulique de frein 72 fournit, en tant qu’informations de capteur, un signal de tension indicatif d’une pression de frein développée lors d’une opération de freinage. Le signal de tension devient élevé lorsque la pédale de frein est davantage enfoncée. L’ECU 5 détermine une entrée de commande par l’intermédiaire de la pédale de frein à partir des informations de capteur provenant du capteur de pression hydraulique de frein 72.
[0043] Le capteur d’angle de direction 73 détecte un angle de direction ou une position d’un volant, non illustré. Le capteur de vitesse de véhicule 74 détecte une vitesse de véhicule à laquelle le véhicule 1 se déplace. Le capteur de vitesse angulaire 75 détecte un taux de lacet autour d’un axe vertical passant par le centre de gravité du véhicule 1 et une accélération latérale à laquelle le véhicule 1 est soumis.
[0044] Le capteur de vitesse de roue 76 détecte une vitesse rotationnelle du premier arbre de sortie 24 qui est raccordé à la roue motrice gauche 61. Le capteur de vitesse de roue 77 détecte une vitesse rotationnelle du deuxième arbre de sortie 25 qui est raccordé à la roue motrice droite 62.
Divers types d’équipements cibles de commande sont raccordés aux ports de sortie de l’ECU 5. Les divers types d’équipements cibles de commande comprennent un onduleur 3.
[0045] L’ECU 5 calcule un couple total cible pour la roue motrice gauche 61 et la roue motrice droite 62 sur la base d’un signal de demande de puissance provenant du capteur de position de pédale d’accélérateur 71 et d’un signal de demande de freinage provenant du capteur de pression hydraulique de frein 72. L’ECU 5 calcule un couple cible pour la roue motrice gauche 61 et un couple cible pour la roue motrice droite 62 sur la base du couple total cible. L’ECU 5 détermine une fréquence du champ magnétique tournant fondamental, souvent appelée « fréquence de régulation », et des valeurs de commande de phase de courant pour réguler le moteur 2 sur la base d’un couple cible pour la roue motrice gauche 61, d’un couple cible pour la roue motrice droite 62, d’une vitesse rotationnelle de la roue motrice gauche 61, d’une vitesse rotationnelle de la roue motrice droite 62, et d’une courbe de couple-glissement (caractéristique) sélectionnée. L’ECU 5 commande l’onduleur 3 sur la base de la fréquence de régulation déterminée et des valeurs de commande de phase de courant, en amenant l’onduleur 3 à réguler le moteur 2.
[0046] L’ECU 5 détermine s’il existe ou non une demande de négociation d’un virage sur la base d’une entrée provenant du capteur d’angle de direction 73 et calcule, en réponse à la demande, une fréquence de régulation (c’est-à-dire une fréquence du champ magnétique tournant fondamental) et des valeurs de commande de phase de courant pour réguler le moteur 2, qui sont appropriées pour une répartition de couple nécessaire pour que le véhicule 1 négocie le virage en douceur.
Par exemple, l’ECU 5 peut déterminer qu’il existe une demande de négociation d’un virage dans le cas dans lequel l’angle de direction détecté par le capteur d’angle de direction 73 dépasse une valeur prédéterminée.
î)i [0047] En référence à la figure 5, l’ECU 5 calcule un taux de lacet cible γ dans le véhicule 1 et une accélération latérale cible Ay* dans le véhicule 1 sur la base de diverses entrées comprenant une vitesse rotationnelle ni du premier rotor 22 couplé à la roue motrice gauche 61, une vitesse rotationnelle Π2 du deuxième rotor 23 couplé à la roue motrice droite 62, une demande de puissance Ka (provenant du capteur de position de pédale d’accélérateur 71), une demande de freinage Kb (provenant du capteur de pression hydraulique de frein 72), un angle de direction δ (provenant du capteur d’angle de direction 73), une vitesse de véhicule V (provenant du capteur de vitesse de véhicule 74), un taux de lacet γ (provenant du capteur de vitesse angulaire 75) d’un mouvement de lacet autour de l’axe de lacet passant par le centre de gravité G du véhicule 1, et une accélération latérale Ay (provenant du capteur de vitesse angulaire 75).
î)i [0048] L’ECU 5 détermine un taux de lacet cible γ et une accélération latérale cible Ay* par, par exemple, la récupération d’une carte avec les diverses centrées susmentionnées.
[0049] L’ECU 5 calcule un moment de lacet cible Mr*, qui est dérivé d’une différence de couple AT entre le couple Tl pour la roue motrice gauche 61 et le couple T2 pour la roue motrice droite 62, autour du centre de gravité G dans le
î)i véhicule 1 sur la base du taux de lacet cible γ et de l’accélération latérale cible Ay*.
[0050] En négociant un virage provoquant une différence entre une vitesse rotationnelle de la roue motrice gauche 61 et une vitesse rotationnelle de la roue motrice droite 62, le moment de lacet cible Mr* calculé est orienté dans le même sens que le sens dans lequel le taux de lacet γ est orienté dans le cas dans lequel, par exemple, l’accélération latérale Ay est inférieure à l’accélération latérale cible Ay* ou le taux de lacet γ est inférieur au taux de lacet cible γ*.
[0051] En négociant un virage, le moment de lacet cible Mr* calculé est orienté dans le sens opposé au sens dans lequel le taux de lacet γ est orienté dans le cas dans lequel, par exemple, l’accélération latérale Ay est supérieure à l’accélération latérale cible Ay* ou le taux de lacet γ est supérieur au taux de lacet cible γ*.
îji [0052] L’ECU 5 calcule une différence de couple cible ΔΤΓ entre la roue motrice gauche 61 et la roue motrice droite 62 à partir du moment de lacet cible Mr*. En d’autres termes, l’ECU 5 calcule une répartition de couple pour le premier rotor 22 et le deuxième rotor 23.
î)i [0053] L’ECU 5 calcule un couple total cible VT, pour la roue motrice gauche 61 et la roue motrice droite 62 sur la base d’une entrée de pédale d’accélérateur Ka et d’une entrée de pédale de frein Kb. Par exemple, dans le cas dans lequel l’entrée de pédale d’accélérateur Ka est supérieure à 0 (zéro), c’est-à-dire Ka > 0, et l’entrée de pédale de frein est égale à 0, c’est-à-dire Kb = 0, le couple total cible £Tr* est orienté vers le côté de régulation (c’est-à-dire dans le même sens que
î)i le sens de rotation), et le couple total cible VT, augmente avec une augmentation de l’entrée de pédale d’accélérateur Ka.
[0054] L’ECU 5 calcule un couple cible Ti* pour la première roue motrice 61 et un couple cible T2* pour la deuxième roue motrice 62 sur la base de la différence
î)i de couple cible ΔΤΓ et du couple total cible VT, .
[0055] Selon un principe de machine à induction triphasée, le rotor tourne à une vitesse qui est toujours inférieure à la vitesse rotationnelle du champ de stator tournant, appelée vitesse synchrone. Une vitesse relative entre le champ de stator et le rotor exerce un couple. La différence entre la vitesse rotationnelle synchrone (ns) et la vitesse rotationnelle réelle (nx) du rotor est appelée « glissement ».
s = (ns - nx)/ns [0056] La relation entre le couple et le glissement dans la machine à induction 2 est exprimée par une courbe caractéristique de couple-glissement représentée sur la figure 6. Sur la figure 6, ns est la vitesse synchrone ; ni est la vitesse réelle du premier rotor 22 qui peut être couplé à la roue motrice gauche 62 ; n2 est la vitesse rotationnelle réelle du deuxième rotor 23 qui peut être couplé à la roue motrice droite 62 ; Ns est le glissement entre la vitesse synchrone ns et la vitesse rotationnelle (c’est-à-dire la vitesse synchrone ns) du champ de stator tournant ; Ni est le glissement entre la vitesse synchrone ns et la vitesse réelle ni du premier rotor 22 ; et N2 est le glissement entre la vitesse synchrone ns et la vitesse réelle n2 du deuxième rotor 23.
[0057] Il est clair, à partir de cette courbe caractéristique de coupleglissement, que la roue motrice gauche 61 produit un couple Ij lorsque le glissement du premier rotor 22 est Ni, et la roue motrice droite 62 produit un couple T2 lorsque le glissement du deuxième rotor 23 est N2.
[0058] L’ECU 5 détermine une fréquence du champ magnétique de stator tournant fondamental et des commandes ou des valeurs de commande de courant sur la base d’un couple cible Ti* pour la roue motrice gauche 61, d’un couple cible T2* pour la roue motrice droite 62, de la vitesse réelle ni du premier rotor 22, de la vitesse réelle n2 du deuxième rotor 23, et d’une carte de couple-glissement sélectionnée. Sur la base de la fréquence déterminée et des commandes de courant déterminées, l’ECU 5 effectue une commande de l’onduleur 3 pour réguler le moteur 2.
[0059] L’ECU 5 effectue une commande du moteur 2 comme cela est représenté par exemple dans le schéma de principe de la figure 7. L’ECU 5 comprend donc un module de sélection de carte de couple-glissement 51 ; un régulateur de vitesse automatisé (ASR) 52 ; un module intégral 53 ; un module de calcul de cosOi et sinOi 54 ; un module de calcul de commande de courant 55 ; et un module de commande de courant 56.
[0060] L’ECU 5 sélectionne celui des deux rotors qui est régulé dans une zone de fonctionnement instable, par exemple un rotor de côté extérieur en négociant un virage, et utilise la vitesse rotationnelle du rotor sélectionné en tant que la vitesse rotationnelle réelle du rotor du moteur 2 à commander. Lorsque le rotor de côté extérieur tourne à une vitesse supérieure à la vitesse rotationnelle du rotor de côté intérieur, une plage pouvant être commandée de vitesse rotationnelle du rotor de côté extérieur est grande de sorte qu’un moment de lacet au centre de gravité G du véhicule puisse être changé avec précision en changeant avec précision la vitesse rotationnelle du rotor de côté extérieur. Dans la description ci-après, la vitesse rotationnelle du rotor est la vitesse rotationnelle du premier rotor 22.
[0061] Le module de sélection de couple-glissement 51 sélectionne celle de diverses cartes de couple-glissement qui correspond au couple cible Ti* pour la roue motrice gauche 61, au couple cible T2* pour la roue motrice droite 62, à la vitesse réelle ni du premier rotor 22 et à la vitesse réelle n2 du deuxième rotor 23. La carte de couple-glissement sélectionnée est illustrée par la ligne continue sur la figure 8. La figure 8 illustre un déplacement de l’état illustré sur la figure 6, dans lequel la première roue motrice 61 présente le couple réel Ti et la deuxième roue motrice 62 présente le couple réel T2, à l’état illustré sur la figure 8, dans lequel le couple cible Ti* pour la roue motrice gauche 61 et le couple cible T2* pour la roue motrice droite 62 sont atteints.
[0062] La mémoire ROM de l’ECU 5 mémorise une pluralité de diverses cartes de couple-glissement qui sont obtenues par simulation de champ électromagnétique. Le module de sélection de couple-glissement 51 sélectionne celle de la pluralité de cartes de couple-glissement qui répond aux conditions susmentionnées. La pluralité de cartes de couple-glissement peuvent être déterminées par expérience ou à partir d’un circuit équivalent.
[0063] Le module de sélection de carte de couple-glissement 51 détermine une vitesse synchrone cible ns* du champ de stator dans le stator 21 à partir de la carte de couple-glissement sélectionnée. Le module de sélection de carte de coupleglissement 51 calcule un courant de magnétisation de stator im* pour la création d’un
î)i champ magnétique, une vitesse angulaire synchrone rost et une vitesse angulaire
î)i cible coi pour le premier rotor 22 sur la base d’une vitesse synchrone cible ns*.
[0064] L’ASR 52 calcule un courant de rotor ou de couple iTi de sorte qu’un écart de la vitesse angulaire réelle ou actuelle coi dans le premier rotor 22 par rapport
î)i à la vitesse angulaire cible coi pour le premier rotor 22 soit réduit vers zéro.
î)i [0065] Le module intégral 53 intègre la vitesse angulaire synchrone rost par rapport au temps pour donner un déplacement angulaire synchrone 0st. Le module de calcul 54 calcule un déplacement angulaire θι pour le premier rotor 22 sur la base du déplacement angulaire synchrone 0st et fournit cos 0i et sin θμ [0066] Le module de calcul de commande de courant 55 calcule des commandes de courant alternatif triphasé iai*, ibi* et ici* (c’est-à-dire des courants
î)i dans le système de coordonnées au repos) par le traitement du courant de stator im et
î)i du courant de rotor ixi sur la base du cos 0i et du sin 0i à partir du module de calcul 54.
[0067] Le module de commande de courant 56 calcule des commandes de tension vu*, vv*, et vw* pour des phases respectives u, v et w en réponse à des commandes de courant iu*, iv*, et iw*, qui représentent des écarts de courants alternatifs triphasés réels détectés par rapport aux commandes de courant respectives iai\ ibi\ et Ll* qui sont fournies par le module de calcul de commande de courant 55.
Les commandes de tension vu*, vv*, et vw* sont nécessaires pour réguler un onduleur commandé par tension 3.
[0068] L’onduleur 3, qui est configuré en tant qu’un onduleur commandé par tension, fournit, en tant que sorties, des courants alternatifs (CA) triphasés
î)i nécessaires pour réguler le moteur 2 sur la base des commandes de tension vu , vv , et *
Vw · [0069] Bien que, dans la présente mise en œuvre, les cartes de coupleglissement soient utilisées sélectivement pour déterminer la vitesse synchrone ns, des cartes d’analyse de champ électromagnétique, qui sont déterminées par une analyse de champ électromagnétique, ou des cartes, qui sont déterminées par expérience, peuvent être utilisées pour déterminer la vitesse synchrone ns.
[0070] Bien que, dans la présente mise en œuvre, le nombre d’encoches dans le stator 21 soit égal à 36, et le nombre d’encoches dans chacun du premier rotor 22 et du deuxième rotor 23 soit égal à 40, la présente divulgation est applicable à des moteurs présentant d’autres combinaisons d’encoches.
[0071] Bien que, dans la présente mise en œuvre, le premier rotor 22 et le deuxième rotor 23 soient configurés en tant qu’une structure à cage d’écureuil, la présente divulgation est applicable à des rotors du type à structure d’enroulement.
[0072] Bien que, dans la présente mise en œuvre, un stator unique régule deux rotors, la présente divulgation est applicable à un onduleur unique utilisé pour réguler deux moteurs présentant la même structure.
[0073] Comme cela a été décrit, dans la présente mise en œuvre, le couple cible Ti* pour la roue motrice gauche 61 et le couple cible T2* pour la roue motrice
î)i droite 62 sont calculés sur la base de la différence de couple cible Δ Tr et du couple
î)i total cible VT, . Une fréquence f0 et une commande de courant Ao pour le champ magnétique tournant fondamental dans le stator 21 sont dérivées à partir de la carte de couple-glissement sélectionnée qui correspond au couple cible Ti* pour la roue motrice gauche 61, au couple cible T2* pour la roue motrice droite 62, à la vitesse rotationnelle ni du premier rotor 22 et à la vitesse rotationnelle n2 du deuxième rotor 23.
[0074] Cela permet au premier rotor 22 et au deuxième rotor 23 de tourner dans une répartition de couple souhaitée pendant la régulation du premier moteur 22 et du deuxième moteur 23 qui sont rotatifs à des vitesses différentes avec le stator unique 21.
[0075] Par conséquent, dans le cas dans lequel le moteur 2 est utilisé en tant que source de régulation pour propulser un véhicule, le moteur 2 est en mesure de réguler de manière appropriée ses deux rotors en négociant un virage uniquement par la sélection de la fréquence de régulation que la répartition de couple exige pour que la roue de côté intérieur et la roue de côté extérieur correspondent en négociant le virage.
[0076] En outre, la fréquence de régulation peut être facilement adaptée en sélectionnant une carte de couple-glissement parmi une pluralité de cartes de coupleglissement, pour que le couple cible Ti* de la roue motrice gauche 61 et le couple cible T2* de la roue motrice droite 62 correspondent, et en dérivant une fréquence f0 et une commande de courant Ao pour le champ magnétique tournant fondamental dans le stator 21 à partir de la carte sélectionnée.
[0077] En outre, la commande de vitesse rotationnelle est effectuée en utilisant, en tant que vitesses rotationnelles, la vitesse rotationnelle du rotor sur le côté de roue extérieur dont le couple est petit et devient instable.
[0078] Cela améliore la stabilité du véhicule en négociant un virage davantage que dans le cas dans lequel la commande de vitesse rotationnelle est effectuée sur la base de la vitesse rotationnelle du rotor sur le côté de roue intérieur.
[0079] En outre, le premier rotor 22 et le deuxième rotor 23 sont agencés pour interposer le stator 21 entre eux, mais ils sont espacés des surfaces d’extrémités axiales respectives du stator 21.
[0080] Cela met en œuvre une machine à induction électrique avec une fonction différentielle à faible coût sans augmenter le nombre de composants puisqu’il n’est pas nécessaire de fournir un engrenage différentiel, un stator et un onduleur pour chacun des deux rotors. Cela engendre une réduction du poids du véhicule et une réduction des coûts de fabrication du moteur 2 et de l’onduleur 3.
[0081] Bien que la divulgation concerne la présente mise en œuvre sans être limitée à celle-ci, l’homme du métier peut se rendre compte que des modifications peuvent être apportées sans sortir du périmètre de la présente invention. Toutes ces modifications et tous leurs équivalents sont destinés à être couverts dans le périmètre des revendications annexées.
[0082] Légende
Véhicule
Moteur (ou machine à induction)
Onduleur
Unité de commande électronique (ECU) (ou organe de commande)
Stator
Premier rotor
Deuxième rotor
Capteur de vitesse de roue pour roue motrice gauche
Capteur de vitesse de roue pour roue motrice droite
211 Noyau de stator
212 Bobine d’induit
213 Dents de stator
221 Noyau de rotor
222 Barre conductrice
223 Dents de rotor
231 Noyau de rotor
232 Barre conductrice

Claims (5)

  1. REVENDICATIONS
    1. Système de commande pour une machine à induction (2) comprenant deux rotors (22, 23) capables de tourner à des vitesses différentes, le système de commande étant caractérisé en ce qu’il comprend :
    un organe de commande (5), l’organe de commande (5) effectuant le calcul des couples cibles pour les deux rotors (22, 23) respectifs sur la base d’une répartition de couple pour les deux rotors (22, 23) et un couple total que la machine à induction (2) doit développer ; et la sélection, en tant qu’une fréquence de la vitesse synchrone de la machine à induction (2), d’une fréquence de régulation commune aux deux rotors (22, 23) sur la base des couples cibles et des vitesses rotationnelles des deux rotors (22, 23) respectifs.
  2. 2. Système de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sélection de la fréquence de régulation comprend :
    la sélection d’une carte parmi une pluralité de cartes, chacune d’elles indiquant la relation entre un couple et une vitesse rotationnelle des deux rotors (22, 23), les couples cibles pour les deux rotors (22, 23) respectifs et les vitesses rotationnelles (22, 23) des deux rotors (22, 23) respectifs correspondent ; et la dérivation de la fréquence de régulation à partir de la carte sélectionnée.
  3. 3. Véhicule électrique comprenant une machine à induction comprenant deux rotors (22, 23) capables de tourner à des vitesses différentes, et le système de commande pour la machine à induction (2) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux rotors (22, 23) sont utilisés en tant que sources de régulation respectives des roues motrices (61, 62) gauche et droite ;
    la répartition de couple pour les deux rotors (22, 23) est une répartition de couple demandée en négociant un virage ;
    le couple total est un couple demandé par le véhicule électrique (1) ; et l’organe de commande (5) effectue une commande de la machine à induction (2) sur la base d’une vitesse rotationnelle de celle extérieure de la roue motrice gauche (61) et de la roue motrice droite (62) en négociant le virage.
  4. 4. Véhicule électrique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la machine à induction (2) est du type à espacement axial dans lequel les deux rotors (22, 23) sont agencés pour faire face aux surfaces d’extrémités axiales respectives du
  5. 5 stator (21), les deux rotors (22, 23) prennent le stator (21) en sandwich.
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