FR3078050A1 - Procede de compensation d’un couple frein lors d’une defaillance de type court-circuit dans l’onduleur d’alimentation d’un moteur d’assistance - Google Patents
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Abstract
Procédé de pilotage d'un système de direction assistée d'un véhicule, comprenant un volant, et un onduleur (1) alimentant électriquement un moteur d'assistance (2), lorsqu'une défaillance de type court-circuit est détectée entre une phase (U, V, W) du moteur d'assistance et une ligne électrique (14, 15, 16) de l'onduleur (1), caractérisé en ce qu'il comprend: - une étape de configuration destinée à déterminer pour un champ magnétique du moteur d'assistance (2) une zone contrôlable (ZC) et une zone non contrôlable (ZNC), - une étape de compensation d'un couple frein moyen spatial dans la zone contrôlable.
Description
L'invention concerne le domaine des systèmes de direction assistée d'un véhicule et plus particulièrement un procédé de pilotage d'un système de direction assistée lors d'une défaillance de type court-circuit entre une phase d'un moteur d'assistance et une ligne électrique d'un onduleur.
Un système de direction d'un véhicule a pour objet de permettre à un conducteur de contrôler une trajectoire du véhicule en exerçant un effort sur un volant.
Généralement, un système de direction comprend plusieurs éléments dont ledit volant relié à une colonne de direction, une crémaillère, et deux roues chacune reliée à une biellette. La crémaillère est la pièce permettant de relier le volant, via la colonne de direction, aux roues, via les biellettes ; c'est-à-dire que la crémaillère transforme les efforts exercés par le conducteur sur le volant en une rotation des roues du véhicule.
Un système de direction assistée électrique d'un véhicule fait appel à un moteur d'assistance, piloté par un calculateur de direction, pour réduire les efforts à fournir par le conducteur sur le volant pour tourner les roues du véhicule. En fonction des efforts exercés sur le volant, c'est-à-dire le couple volant, le moteur d'assistance exerce un effort d'assistance, c'est-à-dire un couple moteur, sur la crémaillère de manière à faire tourner les roues.
Par la suite on considérera que le moteur d'assistance est un moteur de type synchrone triphasé à rotor excité ou à aimant permanent alimenté par trois phases désignées respectivement par U, V et W dans la suite de la description.
Un onduleur contient trois lignes électriques dont chacune des parties des lignes électriques en lien avec la masse de l'onduleur sera qualifiée de « low side » et chacune des parties des lignes électriques en lien avec l'alimentation de l'onduleur sera qualifiée de « high side ». Chaque ligne électrique comporte sur la partie « low side » une première cellule de commutation de type MOSFET, qualifiée de « low side » et sur la partie « high side » une seconde cellule de commutation de type MOSFET, appelée « high side », selon un schéma connu de l'Homme du Métier.
Les phases du moteur d'assistance sont alimentées par les lignes électriques de l'onduleur. Plus particulièrement, chaque phase est reliée à une ligne électrique entre la cellule de commutation « low side » et la cellule de commutation « high side ».
L'onduleur détermine un sens de rotation, une vitesse et le couple moteur du moteur d'assistance.
Lors du fonctionnement du système de direction assistée, une défaillance de type court-circuit peut apparaître entre une phase du moteur d'assistance et une ligne électrique de l'onduleur. Généralement, ce type de défaillance apparaît lors d'une défaillance d'une cellule de commutation.
Lorsqu'une défaillance de type court-circuit est détectée dans le système de direction assistée, le moteur d'assistance n'est plus piloté par l'onduleur qui est positionné dans un état désactivé, c'est-à-dire un état dans lequel l'ensemble des cellules de commutation ne sont plus soumises à une tension.
Un courant induit par des forces électromotrices lors de la rotation du moteur se crée alors entraînant un couple frein au niveau du moteur d'assistance. Ainsi, le couple frein s'oppose à une rotation du volant en augmentant l'effort à fournir par le conducteur pour tourner le volant. Le conducteur aura donc un ressenti similaire à un blocage du volant.
Des équipementiers automobiles empêchent la création dudit couple frein en ajoutant un circuit d'ouverture au niveau des phases du moteur d'assistance. Les circuits d'ouverture sont principalement composés de relais électromécaniques ou statiques qui augmentent le coût, le volume et la masse de la direction assistée. En outre, ces relais supplémentaires augmentent le risque de défaillance d'un matériel et donc diminuent la fiabilité globale du système de direction assistée.
L'invention a pour but de remédier à tout ou partie des inconvénients précités en proposant, un procédé de pilotage d'un système de direction assistée d'un véhicule, comprenant un volant, et un onduleur alimentant électriquement un moteur d'assistance, lorsqu'une défaillance de type court-circuit est détectée entre une phase du moteur d'assistance et une ligne électrique de l'onduleur, caractérisé en ce qu'il comprend:
- une étape de configuration destinée à déterminer pour un champ magnétique du moteur d'assistance une zone contrôlable et une zone non contrôlable,
- une étape de compensation d'un couple frein moyen spatial dans la zone contrôlable.
Le moteur d'assistance relié à l'onduleur comprend trois phases. Une défaillance de type court-circuit met une phase du moteur d'assistance en contact avec une partie « low side » ou une partie « high side » d'une ligne d'alimentation de l'onduleur. Ainsi, la phase concernée par la défaillance ne peut plus assurer une alimentation électrique normale du moteur d'assistance, c'est-à-dire que ladite phase ne peut plus être contrôlée de manière à créer un champ magnétique uniforme du moteur d'assistance. Cependant, deux phases continuent de fonctionner normalement.
Ainsi, une défaillance de type court-circuit entraîne une impossibilité de contrôler le champ magnétique du moteur d'assistance sur un tour électrique complet. On définit alors une zone contrôlable et une zone non contrôlable sur un tour électrique caractérisé par un angle électrique dépendant de la phase en courtcircuit, de la partie « low side » ou « high side » en court-circuit, d'un sens et d'une vitesse de rotation du moteur d'assistance.
L'étape de configuration transmet via un signal de sortie les caractéristiques de la zone contrôlable et de la zone non contrôlable.
En outre, une défaillance de type court-circuit, via des forces électromotrices créées lors d'une rotation du moteur d'assistance, induit un couple frein.
Un couple frein moyen spatial est un couple frein s'exerçant sur le moteur d'assistance moyenné sur un tour électrique. Plus généralement on définit une grandeur moyenne spatiale comme la grandeur électrique du moteur d'assistance moyennée sur un tour électrique. Ces grandeurs moyennes spatiales n'ont de sens que lorsque le moteur d'assistance est en rotation.
Ainsi, le procédé consiste à piloter le moteur d'assistance avec un couple moteur moyen de manière à fournir sur la zone contrôlable un couple moteur moyen strictement supérieur au couple frein s'exerçant sur la zone non contrôlable. Sur la zone contrôlable, le couple moteur moyen est supérieur ou égal au couple moteur moyen s'exerçant dans une situation normale en fonction d'un couple volant auquel on ajoute le couple frein moyen spatial estimé. Sur la zone non contrôlable, seul le couple frein s'exerce.
Le couple frein moyen spatial estimé peut avoir une valeur fixe ou variable selon que le système de direction assistée comprend un contrôle en boucle ouverte ou en boucle fermé.
Dans le cas d'un contrôle en boucle ouverte, le couple frein moyen spatial estimé est supposé constant, par exemple il peut correspondre sensiblement à une valeur maximum du couple frein moyen spatial pouvant s'exercer sur le moteur d'assistance. En effet, lorsque le couple frein moyen spatial estimé est fixe, le couple moteur moyen supplémentaire, correspondant à l'écart entre le couple frein moyen spatial supposé constant et le couple frein moyen spatial réel, sera en partie dissipé dans la zone non contrôlable suivante par une combinaison du couple frein moyen spatial réel et par des efforts crémaillère s'opposant au mouvement.
Dans le cas d'un contrôle en boucle fermée, le couple frein moyen spatial estimé est calculé à partir de la mesure des courants de phase et de l'angle électrique. Lorsque le couple frein moyen spatial est calculé, le couple moteur moyen fourni sur la zone contrôlable est au minimum égal au couple frein s'exerçant sur la zone non contrôlable.
Le couple moteur, et donc le couple volant, n'est donc pas homogène sur un tour électrique mais présente des variations entre la zone contrôlable et la zone non contrôlable. Cependant, avec le procédé décrit, un conducteur ne ressent pas une impression de blocage volant. Le conducteur peut alors placer le véhicule dans une situation garantissant sa sécurité avant d'effectuer des réparations.
Selon une caractéristique de l'invention, le procédé comprend une étape d'activation comparant un sens de rotation du volant avec un sens de rotation du moteur d'assistance.
La défaillance de type « court-circuit » dégrade le fonctionnement normal du moteur d'assistance qui ne peut plus passer d'un état statique à un état de rotation de manière autonome. Il faut que le moteur d'assistance soit « lancé », c'està-dire mis en rotation, par une rotation du volant réalisée par le conducteur par exemple ou par un rappel naturel du véhicule. A faible vitesse de rotation du moteur d'assistance, le couple frein moyen spatial est très faible de sorte qu'il n'est pas sensible pour le conducteur.
L'étape d'activation vérifie que le sens de rotation du volant ait un sens identique au sens de rotation du moteur d'assistance afin d'autoriser la réalisation de l'étape de compensation.
Ainsi, l'étape de compensation ne peut être réalisée que lorsque le moteur d'assistance est déjà en rotation dans un sens identique au sens de rotation du volant afin d'accompagner un conducteur dans son intention de tourner.
Selon une caractéristique de l'invention, l'étape d'activation compare un couple volant et/ou une vitesse du moteur d'assistance à un seuil prédéterminé.
Le procédé entraîne une variation du couple moteur et donc du couple volant entre la zone contrôlable et la zone non contrôlable. Cependant, la variation du couple volant ressenti est diminuée sur les couples volants élevés et/ou sur les vitesses élevées du moteur d'assistance, c'est-à-dire supérieure un seuil prédéterminé. En effet, la fréquence des variations du couple volant ressenti est directement proportionnelle à la vitesse de rotation du moteur d'assistance.
En outre, la variation du couple volant ressenti est diminuée par un système de réduction du système de direction assistée ainsi que par une torsion intrinsèque de certains éléments du système de direction assistée. Une augmentation du nombre de paire de pôle du moteur d'assistance, une diminution d'une raideur du système de direction assistée ou une augmentation du rapport de réduction sont des paramètres avantageux pour améliorer le ressenti homogène du couple volant.
Ainsi, le procédé assure un couple volant ressenti sensiblement homogène en considérant une phase du moteur d'assistance en court-circuit avec une ligne d'alimentation de l'onduleur, les autres phases et les autres lignes d'alimentation étant fonctionnelles. Le couple volant ressenti est plus particulièrement homogène lorsque le couple frein moyen spatial estimé est variable.
Selon une caractéristique de l'invention, l'étape de configuration détermine deux phases du moteur d'assistance non influencées par la défaillance.
Ainsi le procédé utilise une stratégie identique en cas de défaillance de type court-circuit avec des paramètres de configuration différents selon les caractéristiques de la défaillance, c'est-à-dire la phase en défaillance et la partie de la ligne électrique.
Selon une caractéristique de l'invention, l'étape de compensation comprend:
- une phase de détection d'une position électrique relative du moteur d'assistance par rapport à la zone contrôlable,
- une phase de détermination d'un couple moteur moyen spatial en fonction du couple volant mesuré,
- une phase de conversion du couple moteur moyen spatial en un couple moteur instantané,
- une phase de commande des courants de phase du moteur d'assistance.
La phase de détection reçoit en entrée un angle électrique mesuré, une vitesse de rotation mesurée du moteur d'assistance et des données relative à la zone contrôlable et à la zone non contrôlable déterminée par l'étape de configuration.
Préférentiellement, la phase de détection détermine la position électrique non signée du moteur d'assistance par rapport à l'entrée de la zone contrôlable.
La phase de détection définit également un sens du couple du couple volant utile à une commutation de l'onduleur à adopter en fonction du sens de rotation du moteur d'assistance.
On appel commutation de l'onduleur, un ensemble des positions des six cellules de commutation de l'onduleur. Les cellules de commutation peuvent prendre une position ouverte ou fermée.
La phase de détermination permet d'estimer le couple moteur moyen spatial à exercer sur le moteur d'assistance en fonction du couple volant mesuré.
La phase de conversion reçoit en entrée le couple moteur moyen spatial et la position électrique relative du moteur d'assistance de manière à déterminer le couple moteur instantané à exercer sur le moteur d'assistance.
Enfin, la phase de commande reçoit le couple moteur instantané, le sens du couple d'assistance et les phases du moteur d'assistance non dégradées par la défaillance de manière à commander le moteur d'assistance via les deux phases fonctionnelles. La phase de commande a pour rôle de reproduire le profil du couple moteur instantané dans la zone contrôlable par l'intermédiaire d'un contrôle vectoriel des courants dans les repères de Park/Clarke, connue de l'Homme du Métier.
Selon une caractéristique de l'invention, la phase de détection déclenche une réalisation de la phase de détermination d'un couple moteur moyen spatial.
Ainsi la phase de détection permet la réalisation de l'étape de détermination à chaque fois que le moteur d'assistance entre dans la zone contrôlable.
Selon une caractéristique de l'invention, la phase de conversion met en œuvre une courbe de consigne représentant le couple moteur instantanée en fonction de la position électrique relative du moteur d'assistance par rapport à la zone contrôlable.
Ainsi le couple moteur instantané a une répartition dépendante de la position électrique relative du moteur d'assistance par rapport à la zone contrôlable. La répartition peut suivre une courbe créneau ou une courbe demi-sinus centré sur la zone contrôlable par exemple.
La courbe de consigne est réglable de manière à ce que le couple moteur instantané intégré sur la zone contrôlable est égal au couple moteur moyen spatial.
Selon une caractéristique de l'invention, la phase de commande utilise successivement une commutation, appelée « commutation d'onduleur désactivée », un premier groupe de commutation, et un second groupe de commutation pour effectuer un contrôle vectoriel des courants de phase.
Lorsque le moteur d'assistance entre dans la zone non contrôlable, les cellules de commutation de l'onduleur sont mises dans un état correspondant à la commutation d'onduleur désactivée, c'est-à-dire que l'ensemble des cellules de commutations sont dans un état ouvert.
Lorsque le moteur d'assistance entre dans la zone contrôlable, les cellules de commutation de l'onduleur sont mises successivement dans deux états possibles en fonction de la défaillance.
Selon une caractéristique de l'invention, le procédé de pilotage comprend une étape d'estimation du couple frein moyen spatial induit par la défaillance dans la zone non contrôlable.
Le couple frein moyen spatial induit par la défaillance dans la zone non contrôlable est le couple frein moyen spatial réel.
Ainsi dans le cas d'un contrôle en boucle fermé, le couple frein moyen spatial estimé est calculé à partir des courants des phases disponibles, de l'angle électrique et de la vitesse de rotation du moteur d'assistance. Le couple frein moyen spatial estimé est variable et sensiblement égal au couple frein moyen spatial réel.
Selon une caractéristique de l'invention, la phase de détermination utilise le couple frein moyen spatial estimé lors de l'étape d'estimation pour déterminer le couple moteur moyen spatial.
Le couple frein moyen spatial estimé lors de l'étape d'estimation est alors compensé, lors de l'étape de compensation, en moyenne sur un tour électrique dans la zone contrôlable.
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation selon la présente invention, donné à titre d'exemple non limitatif et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique d'un procédé selon l'invention ;
- la figure 2 est un schéma équivalent d'un onduleur non piloté relié à un moteur d'assistance présentant une défaillance de type court-circuit ;
- la figure 3 est une représentation des zones contrôlables et des zones non contrôlables d'un moteur d'assistance en fonction de la défaillance de type courtcircuit et d'un sens de couple d'assistance;
-la figure 4 est une représentation d'une courbe consigne représentant un couple moteur instantanée en fonction d'une position électrique relative du moteur d'assistance par rapport à la zone contrôlable ;
- la figure 5 représente une table de commutation d'un onduleur.
La figure 2 illustre un schéma électrique reliant un onduleur 1 à un moteur d'assistance 2 dans un système de direction assistée électrique d'un véhicule.
L'onduleur 1 est un appareil électronique alimenté électriquement par un générateur de courant continu 11 comprenant une partie masse 12 et une partie alimentation 13, permettant de fournir un courant alternatif triphasé.
L'onduleur 1 contient trois lignes électriques 14, 15, 16 disposées en parallèle entre la partie masse 12 du générateur 11 et la partie alimentation 13 du générateur 11. Chaque ligne électrique 14, 15, 16 comporte une cellule de commutation « low side » 117, 118, 119, c'est-à-dire une cellule de commutation en lien avec la partie masse 12 du générateur 11, et une cellule de commutation « high side » 17, 18, 19, c'est-à-dire une cellule de commutation en lien avec la partie alimentation 13 du générateur 11. Les cellules de commutation 17, 18, 19, 117, 118, 119 sont de type MOSFET. L'onduleur 1 comprend donc trois cellules de commutation « low side » 117,118,119 et trois cellules de commutation « high side » 17,18,19.
Chaque ligne électrique 14, 15, 16 comprend entre la cellule de commutation « low side » 117,118,119 et la cellule de commutation « high side » 17, 18,19, une ligne de phase U, V, W. Il y a donc trois lignes de phase U, V, W.
Chaque ligne de phase U, V, W alimente une bobine 28, 27, 29 du moteur d'assistance 2.
En fonctionnement normal, des courants électriques circulant dans les lignes de phase U, V, W créent un champ magnétique tournant déterminant un sens de rotation, une vitesse de rotation et un couple moteur du rotor 200 du moteur d'assistance 2.
On définit de manière arbitraire un sens positif et un sens négatif. Le sens positif correspond dans la suite de la description au sens trigonométrique.
Sur le schéma en figure 2, la cellule de commutation « low side » 119 reliée à la ligne de phase U est défaillante, entraînant une défaillance de l'onduleur 1 de type court-circuit entre la ligne de phase U et la partie masse 12 du générateur 11. La cellule de commutation en court-circuit est dans une position fermée. Les lignes de phase V et W sont toujours fonctionnelles mais pas la ligne de phase U.
En présence d'une défaillance de type court-circuit, des forces électromotrices sont générées par la rotation du rotor 200, créant un couple frein au niveau du moteur d'assistance 2.
En fonction de la ligne de phase défaillante U, de la vitesse et du sens de rotation du moteur d'assistance 2 et de la partie masse 12 ou alimentation 13 de l'onduleur 11 en court-circuit, on peut déterminer sur un tour électrique du moteur d'assistance 2, une zone contrôlable ZC et une zone non contrôlable ZNC.
La zone non contrôlable ZNC correspond à un angle électrique sur lequel les forces électromotrices induisent un couple frein.
La zone contrôlable ZC correspond à 1 tour électrique moins l'angle électrique de la zone non contrôlable ZNC. On définit une position angulaire d'entrée et une position angulaire de sortie Zc de la zone contrôlable ZC correspondant à la position angulaire Zc de la zone contrôlable ZC par rapport à une bobine 27, 28, 29 déterminée. Dans la figure 3, la position angulaire Zc est déterminée par rapport à la bobine 27 alimentée électriquement par la ligne de phase U. On pourra préférentiellement déterminer la position angulaire par rapport à la bobine alimentée électriquement par la ligne de phase défaillante.
Comme on peut le voir sur la figure 3, on distingue une première zone non contrôlable 25 correspondant à la mise en court-circuit de la ligne de phase U avec la partie masse 12 lorsque le moteur d'assistance 2 assiste dans le sens positif et correspondant à la mise en court-circuit de la ligne de phase U avec la partie alimentation 13 lorsque le moteur d'assistance 2 assiste dans le sens négatif.
On distingue une deuxième zone non contrôlable 22 correspondant à la mise en court-circuit de la ligne de phase U avec la partie masse 12 lorsque le moteur d'assistance 2 assiste dans le sens négatif et correspondant à le mise en court-circuit de la ligne de phase U avec la partie alimentation 13 lorsque le moteur d'assistance 2 assiste dans le sens positif.
On distingue une troisième zone non contrôlable 24 correspondant à la mise en court-circuit de la ligne de phase V avec la partie masse 12 lorsque le moteur d'assistance 2 assiste dans le sens positif et correspondant à la mise en court-circuit de la ligne de phase V avec la partie alimentation 13 lorsque le moteur d'assistance 2 assiste dans le sens négatif.
On distingue une quatrième zone non contrôlable 21 correspondant à la mise en court-circuit de la ligne de phase V avec la partie masse 12 lorsque le moteur d'assistance 2 assiste dans le sens négatif et correspondant à la mise en court-circuit de la ligne de phase V avec la partie alimentation 13 lorsque le moteur d'assistance 2 assiste dans le sens positif.
On distingue une cinquième zone non contrôlable 26 correspondant à la mise en court-circuit de la ligne de phase W avec la partie masse 12 lorsque le moteur d'assistance 2 assiste dans le sens positif et correspondant à la mise en court-circuit de la ligne de phase W avec la partie alimentation 13 lorsque le moteur d'assistance 2 assiste dans le sens négatif.
On distingue enfin une sixième zone non contrôlable 23 correspondant à la mise en court-circuit de la ligne de phase W avec la partie masse 12 lorsque le moteur d'assistance 2 assiste dans le sens négatif et correspondant à la mise en courtcircuit de la ligne de phase W avec la partie alimentation 13 lorsque le moteur d'assistance 2 assiste dans le sens positif.
Lorsque la vitesse de rotation du moteur d'assistance 2 est nulle, l'angle de la zone non contrôlable 21, 22, 23, 24, 25, 26 est égale à un angle électrique de 60°. Ainsi, la zone contrôlable ZC correspond à 1 tour électrique du moteur d'assistance 2 moins l'angle correspondant à la zone non contrôlable ZNC, c'est-à-dire 300°.
Lorsque la vitesse de rotation du moteur d'assistance 2 augmente, l'angle de la zone non contrôlable ZNC augmente.
La valeur totale du couple frein généré sur la zone non contrôlable ZNC et une répartition sur la zone non contrôlable ZNC dépendent de la vitesse de rotation du moteur d'assistance 2.
Ainsi, lorsque le moteur d'assistance 2 est dans une situation dans laquelle la phase U est en court circuit avec la partie masse 12, et dans le cas d'un contrôle en boucle fermée, le procédé selon l'invention tel que représenté en figure 1 permet, lors d'une étape de configuration, de définir des paramètres de configuration Zc, φ spécifiques à la ligne de phase U et à la partie 12 en court-circuit. Les paramètres de configuration Zc, φ sont notamment la position angulaire d'entrée et de sortie Zc de la zone contrôlable ZC ainsi que les deux lignes de phases fonctionnelles φ.
En contrôle en boucle fermé, une étape d'estimation reçoit en entrée la vitesse de rotation Vm du moteur d'assistance 2, un angle électrique mesuré am du moteur et des informations concernant les courants de phases disponibles i sur chaque ligne de phase fonctionnelle V, W.
L'étape d'estimation détermine ainsi un couple frein moyen spatial estimé Cfm exercé par les forces électromotrices sur la zone non contrôlable ZNC. C'est-à-dire que l'étape d'estimation calcule la valeur minimale de couple à fournir dans la zone contrôlable ZC suivante pour contre balancer la couple frein s'exerçant dans la zone non contrôlable ZNC suivante en fonction de la vitesse de rotation.
Le procédé selon l'invention met en œuvre une étape d'activation recevant en entrée la vitesse de rotation Vm du moteur d'assistance 2 et le couple volant mesuré CVm.
L'étape d'activation permet d'activer une étape de compensation du couple frein moyen spatial lorsque le couple volant mesuré CVm et la vitesse de rotation Vm du moteur d'assistance 2 sont supérieurs à une valeur prédéterminée, par exemple 5N.m pour le couple volant mesuré CVm et 50rpm pour la vitesse de rotation Vm du moteur d'assistance 2, et lorsqu'ils sont de même direction. Pour cela, l'étape d'activation émet un signal d'activation on. Lorsque les conditions ne sont pas remplies, c'est-à-dire lorsque le signal d'activation n'est pas émis, l'étape d'activation ne pilote plus l'onduleur 1 qui est alors dans un état désactivé, appelé commutation d'onduleur désactivée. Cette étape d'activation peut également recevoir les courants de phases disponibles i sur chaque ligne de phase V, W fonctionnelle.
L'étape de compensation comporte une phase de détection, une phase de détermination, une phase de conversion et une phase de commande.
La phase de détection reçoit en entrée l'angle électrique mesuré am et une vitesse de rotation Vm du moteur d'assistance 2 ainsi que la position angulaire d'entrée et de sortie Zc de la zone contrôlable ZC déterminée lors l'étape de configuration.
La phase de détection détermine une position électrique relative ar du moteur 2, non signée, par rapport à l'entrée de la zone contrôlable ZC et définit également un sens du couple d'assistance R des lignes de phases V, W fonctionnelles en fonction du sens de rotation du moteur d'assistance 2.
Enfin, la phase de détection active via un signal d'activation e la réalisation de la phase de détermination à chaque tour électrique.
La phase de détermination reçoit en entrée le signal d'activation e de la phase de détection, le couple volant mesuré Cvm et le couple frein moyen spatial estimé Cfm.
La phase de détermination calcule le couple moteur moyen Cmm à exercer sur la zone contrôlable ZC de manière à maintenir un couple volant admissible pour le conducteur. La phase de détermination prend en compte le couple volant mesuré CVm comme dans une situation sans défaillance et compense le couple frein moyen spatial estimé Cfm.
La phase de conversion transforme le couple moteur moyen Cmm à exercer sur la zone contrôlable ZC en un couple moteur instantané Cmi en fonction de la position électrique relative ar du moteur d'assistance 2. Le couple moteur moyen Cmm est égal à l'intégrale du couple moteur instantané Cmi sur la zone contrôlable ZC. Le couple moteur moyen Cmmest réparti sur l'étendue de la zone contrôlable ZC, dans notre cas de 0° à 300°, selon une courbe de consigne représentée en figure 4. La zone non contrôlable ZNC correspond à l'angle électrique allant de 300° à 360°.
La phase de commande reçoit le sens du couple d'assistance R du moteur d'assistance, les deux phases fonctionnelles V, W et le couple moteur instantané Cmi de manière à commander les deux lignes de phases fonctionnelles V, W du moteur d'assistance 2 via l'onduleur 1 selon une table des commutations telle que représentée en figure 5.
On distingue 21 commutations possibles de l'onduleur en fonction du signal d'activation et de la cellule de commutation en défaillance.
Une commutation détermine une position de chacune des cellules de commutation de l'onduleur.
Par exemple, la commutation C31 définit que la cellule de commutation « low side » de la ligne de phase U est en position fermée, que la cellule de commutation « high side » de la ligne de phase U est en position ouverte, la cellule de commutation « low side » de la ligne de phase V est en position fermée, la cellule de commutation « high side » de la ligne de phase V est en position ouverte, la cellule de commutation « low side » de la ligne de phase W est en position fermée, la cellule de commutation « high side » de la ligne de phase W est en position ouverte.
La commutation d'onduleur désactivée est la commutation passive C0 dans laquelle les 6 cellules de commutation sont dans une position ouverte. En zone non contrôlable, l'onduleur est dans la commutation d'onduleur désactivée.
Dans la zone contrôlable, l'onduleur est successivement dans 2 commutations actives possibles.
Pour une défaillance telle que représentée en figure 2, c'est-à-dire une défaillance par la mise en court-circuit de la ligne de phase U avec la partie de masse 12, la cellule de commutation « low side » de la ligne de phase U est fermée. Ainsi, on peut commander l'onduleur en utilisant l'une des commutations actives C31, C34, C35, C36, C205, C206, C209, C210, c'est-à-dire les commutations actives dont la cellule de commutation 119 « low side » de la ligne de phase U est dans la position fermée.
Par ailleurs, on distingue les commutations 'actives' possibles C32, C33, C37, C38, C207, C208, C211, C212 correspondant aux commutations à dispositions lors de la mise en court-circuit de la ligne de phase U avec la partie alimentation 13.
On distingue les commutations 'actives' possibles C31, C32, C36, C37, C201, C202, C210, C212 correspondant aux commutations à dispositions lors de la mise en court-circuit de la ligne de phase V avec la partie masse 12.
On distingue les commutations 'actives' possibles C33, C34, C35, C38, C203, C204, C209, C211 correspondant aux commutations à dispositions lors de la mise en court-circuit de la ligne de phase V avec la partie alimentation 13.
On distingue les commutations 'actives' possibles C31, C32, C33, C34, 5 C201, C203, C205, C207 correspondant aux commutations à dispositions lors de la mise en court-circuit de la ligne de phase W avec la partie masse 12.
On distingue les commutations 'actives' possibles C35, C36, C37, C38, C202, C204, C206, C208 correspondant aux commutations à dispositions lors de la mise en court-circuit de la ligne de phase W avec la partie alimentation 13.
A chaque tour électrique lorsque le signal d'activation est émis, l'onduleur va successivement passer par une phase contrôle dans la zone contrôlable utilisant tout ou partie des 8 commutations de contrôle à disposition et dans une phase passive dans la zone non contrôlable correspondant à la commutation CO.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux figures annexées. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Procédé de pilotage d'un système de direction assistée d'un véhicule, comprenant un volant, et un onduleur (1) alimentant électriquement un moteur d'assistance (2), lorsqu'une défaillance de type court-circuit est détectée entre une phase (U, V, W) du moteur d'assistance et une ligne électrique (14, 15, 16) de l'onduleur (1), caractérisé en ce qu'il comprend:- une étape de configuration destinée à déterminer pour un champ magnétique du moteur d'assistance (2) une zone contrôlable (ZC) et une zone non contrôlable (ZNC),- une étape de compensation d'un couple frein moyen spatial dans la zone contrôlable.
- 2. Procédé de pilotage selon la revendication 1, comprenant une étape d'activation comparant un sens de rotation du volant avec un sens de rotation du moteur d'assistance (2).
- 3. Procédé de pilotage selon la revendication 2, dans lequel l'étape d'activation compare un couple volant (CVm) et/ou une vitesse du moteur d'assistance (Vm) à un seuil prédéterminé.
- 4. Procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de configuration détermine deux phases (φ) du moteur d'assistance (2) non influencées par la défaillance.
- 5. Procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de compensation comprend:- une phase de détection d'une position électrique relative du moteur d'assistance (ar) par rapport à la zone contrôlable (ZC),- une phase de détermination d'un couple moteur moyen spatial (Cmm) en fonction du couple volant mesuré (CVm),- une phase de conversion du couple moteur moyen spatial (Cmm) en un couple moteur instantané (Cmi),- une phase de commande des courants de phase du moteur d'assistance (2).
- 6. Procédé de pilotage selon la revendication 5, dans lequel la phase de détection déclenche une réalisation de la phase de détermination d'un couple moteur moyen spatial (C mm)·
- 7. Procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, dans lequel la phase de conversion met en œuvre une courbe de consigne représentant le couple moteur instantanée (Cmi) en fonction de la position électrique relative du moteur d'assistance (ar) par rapport à la zone contrôlable (ZC).
- 8. Procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel la phase de commande utilise successivement une commutation, appelée5 « commutation d'onduleur désactivée » (CO), un premier groupe de commutation, et un second groupe de commutation pour effectuer un contrôle vectoriel des courants de phase.
- 9. Procédé de pilotage selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape d'estimation du couple frein moyen spatial induit
- 10 par la défaillance dans la zone non contrôlable.10. Procédé de pilotage selon la revendication 9, dans lequel la phase de détermination utilise le couple frein moyen spatial estimé (Cfm) lors de l'étape d'estimation pour déterminer le couple moteur moyen spatial (Cmm).
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