FR3129044A1 - METHOD FOR CONTROLLING A ROTATING ELECTRIC MACHINE IN A PASSIVE STATE - Google Patents
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Abstract
La présente invention porte sur un procédé de pilotage d'une machine électrique tournante (12) intégrée dans une chaîne de traction (10) hybride de véhicule automobile, ledit procédé comportant, lorsque la machine électrique tournante (12) est dans un état passif: - une étape de pilotage de la machine électrique tournante (12) dans un mode circuit ouvert dans lequel les interrupteurs électroniques de l'onduleur sont ouverts, - une étape de pilotage de la machine électrique (12) dans un mode court-circuit dans lequel les interrupteurs électroniques de l'onduleur (20) sont à l'état fermé, et - une étape de pilotage de la machine électrique (12) dans un mode intermédiaire d'optimisation énergétique dans lequel une consommation énergétique globale de la chaîne de traction (10) est réduite par rapport au mode court-circuit. Figure 1The present invention relates to a method for controlling a rotating electrical machine (12) integrated in a hybrid traction chain (10) of a motor vehicle, said method comprising, when the rotating electrical machine (12) is in a passive state: - a step of controlling the rotating electric machine (12) in an open circuit mode in which the electronic switches of the inverter are open, - a step of controlling the electric machine (12) in a short-circuit mode in which the electronic switches of the inverter (20) are in the closed state, and - a step for controlling the electric machine (12) in an intermediate energy optimization mode in which an overall energy consumption of the traction chain ( 10) is reduced compared to short-circuit mode. Figure 1
Description
La présente invention porte sur un procédé de pilotage d'une machine électrique tournante à l'état passif. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour les véhicules automobiles munis d'une chaîne de traction hybride.The present invention relates to a method for controlling a rotating electrical machine in the passive state. The invention finds a particularly advantageous application for motor vehicles equipped with a hybrid traction chain.
De façon connue en soi, une chaîne de traction hybride de véhicule automobile est formée par un moteur thermique associé à une machine électrique tournante connectée électriquement à une batterie d'un réseau électrique. La machine électrique peut indifféremment être implantée sur le train avant ou le train arrière. La machine électrique peut être liée mécaniquement au moteur thermique par l'intermédiaire d'une courroie, ou intégrée dans une boîte de vitesses, dans un embrayage ou dans tout autre composant de la chaîne de traction.In a manner known per se, a motor vehicle hybrid traction chain is formed by a heat engine associated with a rotating electrical machine electrically connected to a battery of an electrical network. The electric machine can either be installed on the front axle or the rear axle. The electric machine can be mechanically linked to the heat engine by means of a belt, or integrated into a gearbox, into a clutch or into any other component of the traction chain.
Classiquement, la machine électrique tournante comporte un rotor et un stator ayant une pluralité de phases connectées électriquement à un onduleur. A cet effet, l'onduleur comprend une pluralité de bras de commutation montés électriquement en parallèle. Chaque bras comprend un interrupteur de côté haut et un interrupteur de côté bas connectés l’un à l’autre en un point milieu, chaque point milieu étant destiné à être connecté à au moins une phase d’une machine électrique tournante.Conventionally, the rotating electrical machine comprises a rotor and a stator having a plurality of phases electrically connected to an inverter. For this purpose, the inverter comprises a plurality of switching arms electrically connected in parallel. Each arm includes a high side switch and a low side switch connected to each other at a midpoint, each midpoint being intended to be connected to at least one phase of a rotating electrical machine.
Un module de contrôle commande l’ouverture ou la fermeture de chaque interrupteur pour commander l’alimentation de la machine électrique. Les interrupteurs côté bas ou les interrupteurs côté haut sont des interrupteurs électroniques d’alimentation, par exemple de type transistor à effet de champ métal-oxyde, connu aussi sous l’acronyme MOSFET de l’anglais (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). La diode intrinsèque d'un tel transistor présente la caractéristique d'être bidirectionnelle en courant.A control module controls the opening or closing of each switch to control the power supply to the electrical machine. Low side switches or high side switches are electronic power switches, for example of the metal-oxide field effect transistor type, also known by the acronym MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). The intrinsic diode of such a transistor has the characteristic of being bidirectional in current.
Les interrupteurs permettent de faire fonctionner la machine électrique soit dans un mode moteur à partir d’une batterie alimentant électriquement un réseau de bord du véhicule, soit dans un mode alternateur pour alimenter le réseau de bord et recharger la batterie du véhicule. Dans le cas d’une machine électrique comprenant trois phases au stator, le convertisseur de tension comprend trois interrupteurs côtés bas reliés chacun à une des trois phases et à la masse et trois interrupteurs côté haut reliés chacun à une des trois phases et à une borne positive de la batterie du réseau de bord du véhicule automobile.The switches make it possible to operate the electric machine either in a motor mode from a battery supplying electrically an on-board network of the vehicle, or in an alternator mode to supply the on-board network and recharge the battery of the vehicle. In the case of an electric machine comprising three stator phases, the voltage converter comprises three low-side switches each connected to one of the three phases and to ground and three high-side switches each connected to one of the three phases and to a terminal positive of the on-board network battery of the motor vehicle.
Dans certaines phases de vie du véhicule automobile, il est demandé à la machine électrique d’être au repos dans un état "passif" dit état "idle" en anglais. Cet état "passif" est mis en œuvre lorsque la volonté d'un calculateur de supervision de la chaîne de traction est de ne pas fournir de puissance au réseau électrique ou de ne pas prélever de puissance mécanique, ou en cas de défaut de la machine électrique tournante.In certain phases of the motor vehicle's life, the electrical machine is required to be at rest in a "passive" state, known as the "idle" state. This "passive" state is implemented when the desire of a traction chain supervision computer is not to supply power to the electrical network or not to draw mechanical power, or in the event of a machine fault rotating electric.
Or une machine électrique ayant un rotor muni d’aimants permanents a la particularité d’avoir une présence constante de flux magnétique. En conséquence, si la machine est entraînée en rotation lors de son fonctionnement dans le mode "passif", cela engendre la création d’une force électromotrice (ou FEM). En fonction de la valeur de cette FEM, le mode "passif" peut conduire à piloter l’onduleur de puissance de différentes façons.However, an electric machine having a rotor equipped with permanent magnets has the particularity of having a constant presence of magnetic flux. Consequently, if the machine is driven in rotation during its operation in "passive" mode, this generates the creation of an electromotive force (or EMF). Depending on the value of this EMF, the "passive" mode can lead to controlling the power inverter in different ways.
Lorsque la vitesse de rotation de la machine électrique est faible, la machine électrique est pilotée dans un mode ouvert, dit également mode OC (pour "Open Circuit" en anglais) dans lequel les interrupteurs sont ouverts. Ce mode de fonctionnement est acceptable tant que la force électromotrice générée par la machine électrique reste inférieure à la tension du réseau électrique du véhicule. En revanche, lorsque la force électromotrice de la machine électrique devient supérieure à la tension du réseau électrique, un courant non contrôlé peut être injecté par la machine électrique sur le réseau électrique du véhicule, ce qui représente un risque sécuritaire.When the rotational speed of the electric machine is low, the electric machine is controlled in an open mode, also called OC mode (for "Open Circuit") in which the switches are open. This mode of operation is acceptable as long as the electromotive force generated by the electrical machine remains below the voltage of the vehicle's electrical network. On the other hand, when the electromotive force of the electrical machine becomes greater than the voltage of the electrical network, an uncontrolled current can be injected by the electrical machine into the electrical network of the vehicle, which represents a security risk.
Pour éviter cela, le module de contrôle de la machine électrique surveille la force électromotrice ou la vitesse de rotation qui est également une valeur représentative de la force électromotrice.To avoid this, the control module of the electric machine monitors the electromotive force or the rotational speed which is also a representative value of the electromotive force.
Lorsque la force électromotrice ou la vitesse de rotation atteint un seuil risquant d'engendrer l'injection d'un courant non contrôlé, la machine électrique est pilotée dans un mode court-circuit ASC dit également mode ASC (pour « Active Short Circuit » en anglais) dans lequel tous les interrupteurs électroniques de l'onduleur sont à l'état fermé. Un tel mode de fonctionnement génère un couple parasite sur l'arbre de la machine électrique qui doit être compensé par le moteur thermique qui consomme alors une énergie mécanique importante à cette fin.When the electromotive force or the speed of rotation reaches a threshold that risks causing the injection of an uncontrolled current, the electrical machine is controlled in an ASC short-circuit mode also called ASC mode (for "Active Short Circuit" in English) in which all electronic switches of the inverter are in the closed state. Such a mode of operation generates a parasitic torque on the shaft of the electric machine which must be compensated by the heat engine which then consumes significant mechanical energy for this purpose.
L'invention vise à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant un procédé de pilotage d'une machine électrique tournante intégrée dans une chaîne de traction hybride de véhicule automobile, ladite machine électrique tournante comportant un rotor à aimants permanents et une pluralité de phases connectées électriquement à un onduleur muni pour chaque phase d'un bras de commutation ayant un interrupteur électronique côté haut et un interrupteur électronique côté bas,
- ledit procédé comportant, lorsque la machine électrique tournante est dans un état passif:
- une étape de pilotage de la machine électrique tournante dans un mode circuit ouvert dans lequel les interrupteurs électroniques de l'onduleur sont ouverts, et
- une étape de pilotage de la machine électrique dans un mode court-circuit dans lequel les interrupteurs électroniques de l'onduleur sont à l'état fermé,
- ledit procédé comportant en outre une étape de pilotage de la machine électrique dans un mode intermédiaire d'optimisation énergétique dans lequel une consommation énergétique globale de la chaîne de traction est réduite par rapport au mode court-circuit,
- un passage du mode circuit ouvert au mode intermédiaire d'optimisation énergétique se produisant lorsqu'un premier critère de basculement est rempli, et un passage du mode intermédiaire de compensation de couple au mode court-circuit se produisant lorsqu'un deuxième critère de basculement est rempli.The invention aims to effectively remedy this drawback by proposing a method for controlling a rotating electrical machine integrated in a hybrid traction chain of a motor vehicle, said rotating electrical machine comprising a rotor with permanent magnets and a plurality of phases electrically connected to an inverter provided for each phase with a switching arm having a high-side electronic switch and a low-side electronic switch,
- said method comprising, when the rotating electrical machine is in a passive state:
- a step of controlling the rotating electrical machine in an open circuit mode in which the electronic switches of the inverter are open, and
- a step of controlling the electric machine in a short-circuit mode in which the electronic switches of the inverter are in the closed state,
- said method further comprising a step of controlling the electric machine in an intermediate mode of energy optimization in which an overall energy consumption of the traction chain is reduced compared to the short-circuit mode,
- a passage from the open circuit mode to the intermediate mode of energy optimization occurring when a first switching criterion is fulfilled, and a passage from the intermediate mode of torque compensation to the short-circuit mode occurring when a second switching criterion is full.
L'invention permet ainsi, grâce à l'introduction du mode de fonctionnement intermédiaire, de retarder le passage au mode court-circuit dans lequel le moteur thermique compense seul le couple parasite de l'arbre de la machine électrique, tout en obtenant une neutralité mécanique vis-à-vis du fonctionnement du moteur thermique auquel aucun couple n'est prélevé et/ou une neutralité électrique sur le réseau de bord.The invention thus makes it possible, thanks to the introduction of the intermediate operating mode, to delay the passage to the short-circuit mode in which the heat engine alone compensates for the parasitic torque of the shaft of the electric machine, while obtaining neutrality mechanical vis-à-vis the operation of the combustion engine from which no torque is taken and/or electrical neutrality on the on-board network.
Selon une mise en œuvre de l'invention, le premier critère de basculement est un critère de vitesse de rotation de la machine électrique tournante ou un critère de force électromotrice générée par la machine électrique tournante.According to an implementation of the invention, the first tilting criterion is a criterion of rotational speed of the rotating electrical machine or a criterion of electromotive force generated by the rotating electrical machine.
Selon un aspect de l’invention, dans le mode intermédiaire d'optimisation énergétique, la machine électrique tournante peut être pilotée par une régulation en couple à une valeur sensiblement nulle, ou la machine électrique tournante peut être pilotée par une régulation en tension à une valeur de référence, ou la machine électrique tournante peut être pilotée par une régulation en courant à une valeur de référence de courant prélevé par la machine électrique tournante.According to one aspect of the invention, in the intermediate energy optimization mode, the rotating electrical machine can be controlled by torque regulation at a substantially zero value, or the rotating electrical machine can be controlled by voltage regulation at a reference value, or the rotating electrical machine can be controlled by current regulation at a reference value of current drawn by the rotating electrical machine.
Selon une mise en œuvre de l'invention, dans le mode intermédiaire d'optimisation énergétique, la machine électrique tournante est pilotée par une régulation en couple à une valeur sensiblement nulle de façon à compenser un couple parasite généré sur l'arbre de la machine électrique du fait d'une rotation du rotor à aimants permanents.According to an implementation of the invention, in the intermediate energy optimization mode, the rotating electrical machine is controlled by torque regulation at a substantially zero value so as to compensate for a parasitic torque generated on the shaft of the machine electric due to rotation of the permanent magnet rotor.
Dans ce mode de réalisation, le couple est maintenu sensiblement nul en consommant une faible énergie sur la batterie. L’impact mécanique est réduit Cela permet avantageusement d’optimiser la consommation globale en énergie. Le courant prélevé sur la batterie pendant cette phase transitoire peut être maintenu dans une plage prédéfinie.In this embodiment, the torque is maintained substantially zero by consuming low energy on the battery. The mechanical impact is reduced. This advantageously optimizes overall energy consumption. The current taken from the battery during this transient phase can be maintained within a predefined range.
Selon une mise en œuvre de l'invention, le deuxième critère de basculement est un critère de consommation de courant de la machine électrique tournante.According to an implementation of the invention, the second switching criterion is a current consumption criterion of the rotating electrical machine.
Selon une mise en œuvre de l'invention, dans le mode intermédiaire d'optimisation énergétique, la machine électrique tournante est pilotée par une régulation en tension à une valeur de référence.According to one implementation of the invention, in the intermediate energy optimization mode, the rotating electrical machine is controlled by voltage regulation at a reference value.
Ce mode de réalisation permet d’obtenir un bon compromis entre la neutralité électrique et la neutralité mécanique. Ce mode de réalisation permet de maintenir l’état de charge de la batterie.This embodiment makes it possible to obtain a good compromise between electrical neutrality and mechanical neutrality. This embodiment makes it possible to maintain the state of charge of the battery.
Selon une mise en œuvre de l'invention, la valeur de référence est sensiblement égale à une valeur de tension d'un réseau de bord du véhicule automobile.According to one implementation of the invention, the reference value is substantially equal to a voltage value of an on-board network of the motor vehicle.
Selon une mise en œuvre de l'invention, le deuxième critère de basculement est un critère de couple de la machine électrique tournante.According to one implementation of the invention, the second tilting criterion is a torque criterion of the rotating electrical machine.
Selon une mise en œuvre de l'invention, dans le mode intermédiaire d'optimisation énergétique, la machine électrique tournante est pilotée par une régulation en courant à une valeur de référence de courant prélevé par la machine électrique tournante.According to one implementation of the invention, in the intermediate energy optimization mode, the rotating electrical machine is controlled by current regulation at a reference value of current drawn by the rotating electrical machine.
Ce mode de réalisation permet d’obtenir une neutralité électrique. La machine électrique est dans ce mode légèrement en mode générateur afin de compenser ces pertes. Ce mode de réalisation n’a pas d’impact sur l'état de charge de la batterie. L’impact en couple au niveau du véhicule dans ce mode de réalisation est négligeable.This embodiment makes it possible to obtain electrical neutrality. The electric machine is in this mode slightly in generator mode in order to compensate for these losses. This embodiment has no impact on the state of charge of the battery. The torque impact at the level of the vehicle in this embodiment is negligible.
Selon une mise en œuvre de l'invention, la valeur de référence de courant est un courant sensiblement nul.According to an implementation of the invention, the current reference value is a substantially zero current.
Selon une mise en œuvre de l'invention, le deuxième critère de basculement est un critère de couple.According to one implementation of the invention, the second tilting criterion is a torque criterion.
Selon un aspect de l’invention, le rotor est une machine à aimants permanents sans excitation extérieure. En variante le rotor peut comprendre un bobinage d’excitation. Le rotor peut être un rotor à griffes. Le rotor peut être un rotor bobiné qui comprend également des aimants permanents.According to one aspect of the invention, the rotor is a permanent magnet machine without external excitation. As a variant, the rotor may comprise an excitation winding. The rotor may be a claw rotor. The rotor may be a wound rotor which also includes permanent magnets.
La présente invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation donnés à titre illustratif en référence avec les figures annexées, présentées à titre d’exemples non limitatifs, qui pourront servir à compléter la compréhension de la présente invention et l’exposé de sa réalisation et, le cas échéant, contribuer à sa définition:The present invention will be better understood and other characteristics and advantages will become apparent on reading the following detailed description comprising embodiments given by way of illustration with reference to the appended figures, presented by way of non-limiting examples, which may be used to complete the understanding of the present invention and the presentation of its realization and, if necessary, contribute to its definition:
Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre.Identical, similar or analogous elements retain the same reference from one figure to another.
La
Dans une configuration dite de type "P0", la machine électrique 12 est reliée mécaniquement au moteur thermique 11 par l'intermédiaire d'une courroie accessoire entraînant également d'autres éléments annexes du moteur thermique, tels qu'une pompe à eau ou un compresseur de climatisationIn a so-called "P0" type configuration, the electric machine 12 is mechanically connected to the heat engine 11 via an accessory belt which also drives other ancillary elements of the heat engine, such as a water pump or a air conditioning compressor
Dans une configuration dite de type "P1", la machine électrique 12 est reliée mécaniquement au moteur thermique 11 du côté du vilebrequin 13.In a so-called "P1" type configuration, the electric machine 12 is mechanically connected to the heat engine 11 on the side of the crankshaft 13.
Dans une configuration dite de type "P2", la machine électrique 12 est disposée en aval d'un embrayage 15 de façon à pouvoir être découplée du moteur thermique 11 dans un mode de roulage électrique pur. La machine électrique 12 pourra être intégrée ou non à une boîte de vitesses 16.In a so-called "P2" type configuration, the electric machine 12 is arranged downstream of a clutch 15 so as to be able to be decoupled from the heat engine 11 in a pure electric driving mode. The electric machine 12 may or may not be integrated into a gearbox 16.
Dans une configuration dite de type "P3", la machine électrique 12 est découplée mécaniquement du moteur thermique 11. La machine électrique 12 présente une vitesse de rotation multiple de celle du moteur thermique 11.In a so-called "P3" type configuration, the electric machine 12 is mechanically decoupled from the heat engine 11. The electric machine 12 has a rotational speed that is multiple of that of the heat engine 11.
Dans une configuration dite de type "P4", la machine électrique 12 peut être implantée sur le train de roues avant 17.1 ou le train de roues arrière 17.2 du véhicule automobile. L'implantation pourra être effectuée par l'intermédiaire d'un dispositif d'accouplement 18, par exemple un dispositif à crabot, apte à sélectivement accoupler ou désaccoupler la machine électrique par rapport aux roues du véhicule.In a so-called "P4" type configuration, the electric machine 12 can be installed on the front wheel set 17.1 or the rear wheel set 17.2 of the motor vehicle. The implantation may be carried out by means of a coupling device 18, for example a dog clutch device, capable of selectively coupling or uncoupling the electric machine with respect to the wheels of the vehicle.
Comme on peut le voir sur la
Un module de contrôle de la machine électrique 12 commande l’ouverture ou la fermeture de chaque interrupteur 22, 23 pour commander l’alimentation de la machine électrique 12. Les interrupteurs côté bas 23 ou les interrupteurs côté haut 22 sont des interrupteurs électroniques d’alimentation, par exemple de type transistor à effet de champ métal-oxyde, connu aussi sous l’acronyme MOSFET de l’anglais (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). La diode intrinsèque 25 d'un tel transistor présente la caractéristique d'être bidirectionnelle en courant.An electric machine control module 12 controls the opening or closing of each switch 22, 23 to control the power supply to the electric machine 12. The low side switches 23 or the high side switches 22 are electronic switches of power supply, for example of the metal-oxide field effect transistor type, also known by the acronym MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). The intrinsic diode 25 of such a transistor has the characteristic of being bidirectional in current.
Les interrupteurs 22, 23 permettent d’alimenter les phases u, v, w du stator, soit dans un mode moteur à partir d’une batterie 26 alimentant électriquement un réseau de bord du véhicule, soit dans un mode alternateur pour alimenter le réseau de bord et recharger la batterie 26 du véhicule. Dans le cas d’une machine électrique 12 comprenant trois phases au stator, l'onduleur 20 comprend trois interrupteurs côtés bas 23 reliés chacun à une des trois phases u, v, w et à la masse et trois interrupteurs côté haut 22 reliés chacun à une des trois phases u, v, w et à une borne positive de la batterie 26 du réseau de bord du véhicule automobile.The switches 22, 23 make it possible to supply the phases u, v, w of the stator, either in a motor mode from a battery 26 electrically supplying an on-board network of the vehicle, or in an alternator mode to supply the network of edge and recharge the battery 26 of the vehicle. In the case of an electric machine 12 comprising three stator phases, the inverter 20 comprises three low side switches 23 each connected to one of the three phases u, v, w and to ground and three high side switches 22 each connected to one of the three phases u, v, w and to a positive terminal of the battery 26 of the on-board network of the motor vehicle.
Dans certaines phases de vie du véhicule automobile, il est demandé à la machine électrique 12 d’être au repos dans un état "passif" dit état "idle" en anglais. Cet état "passif" est mis en œuvre lorsque la volonté d'un calculateur de supervision de la chaîne de traction 10 est de ne pas fournir de puissance au réseau électrique ou de ne pas prélever de puissance mécanique, ou en cas de défaut de la machine électrique 12.In certain phases of life of the motor vehicle, the electrical machine 12 is required to be at rest in a "passive" state, called an "idle" state. This "passive" state is implemented when the desire of a traction chain supervision computer 10 is not to supply power to the electrical network or not to draw mechanical power, or in the event of a fault in the electric machine 12.
Comme cela est illustré par la
Lorsque le premier critère de basculement Crit_1 est rempli, la machine électrique 12 est pilotée dans un mode intermédiaire d'optimisation énergétique INT dans lequel une consommation énergétique globale de la chaîne de traction 10 est réduite par rapport au mode court-circuit ASC dit également mode ASC (pour Active Short Circuit en anglais) dans lequel tous les interrupteurs 22, 23 sont fermés. La consommation énergétique globale de la chaîne de traction 10 est l'ensemble de l'énergie consommée par la chaîne de traction 10 en fonctionnement correspondant à la somme d'une énergie mécanique consommée par le moteur thermique 11 et d'une énergie électrique consommée par la machine électrique 12.When the first switching criterion Crit_1 is fulfilled, the electric machine 12 is controlled in an intermediate mode of energy optimization INT in which an overall energy consumption of the traction chain 10 is reduced compared to the short-circuit mode ASC also called mode ASC (for Active Short Circuit in English) in which all the switches 22, 23 are closed. The overall energy consumption of the traction chain 10 is all of the energy consumed by the traction chain 10 in operation corresponding to the sum of a mechanical energy consumed by the heat engine 11 and an electrical energy consumed by the electric machine 12.
Comme cela est expliqué plus en détails ci-après, dans le mode intermédiaire d'optimisation énergétique INT, la machine électrique 12 pourra être pilotée par une régulation en couple à une valeur sensiblement nulle de façon à compenser un couple parasite généré sur l'arbre de la machine électrique 12 du fait d'une rotation du rotor à aimants permanents. Par "valeur de couple sensiblement nulle", on entend une valeur de couple nulle ou dans tous les cas inférieure à quelques Newton-mètres, notamment inférieur à 1 N.m ou 2 N.m.As explained in more detail below, in the intermediate energy optimization mode INT, the electric machine 12 can be driven by torque regulation at a substantially zero value so as to compensate for a parasitic torque generated on the shaft. of the electric machine 12 due to a rotation of the permanent magnet rotor. By “substantially zero torque value”, is meant a zero torque value or in any case less than a few Newton meters, in particular less than 1 N.m or 2 N.m.
Alternativement, la machine électrique 12 est pilotée par une régulation en tension à une valeur de référence qui est de préférence sensiblement égale à la valeur de tension du réseau de bord du véhicule automobile. Par "tension sensiblement égale à la valeur de tension du réseau de bord", on entend une tension égale à la tension du réseau de bord ou une tension présentant un écart de quelques Volts uniquement, notamment 1 à 2 Volts, par rapport à la tension du réseau de bord. La tension du réseau de bord dépend du véhicule et pourra être comprise entre 24Volts et 56 Volts, et notamment égale à 48 Volts.Alternatively, the electric machine 12 is controlled by voltage regulation at a reference value which is preferably substantially equal to the voltage value of the on-board network of the motor vehicle. "Voltage substantially equal to the voltage value of the on-board network" means a voltage equal to the voltage of the on-board network or a voltage having a difference of only a few volts, in particular 1 to 2 volts, with respect to the voltage of the on-board network. The voltage of the on-board network depends on the vehicle and may be between 24 Volts and 56 Volts, and in particular equal to 48 Volts.
Alternativement, dans le mode intermédiaire d'optimisation énergétique INT, la machine électrique 12 est pilotée par une régulation en courant à une valeur de référence de courant prélevé par la machine électrique 12 sur le réseau de bord du véhicule. De préférence, la valeur de référence est un courant sensiblement nul. Par "courant sensiblement nul", on entend un courant nul ou dans tous les cas inférieur à quelques ampères, notamment inférieur à 1 ampère ou 2 ampères.Alternatively, in the intermediate energy optimization mode INT, the electric machine 12 is controlled by current regulation at a reference value of current drawn by the electric machine 12 from the vehicle's on-board network. Preferably, the reference value is a substantially zero current. By "substantially zero current" is meant a zero current or in any case less than a few amperes, in particular less than 1 ampere or 2 amperes.
Le pilotage de la machine électrique 12 dans le mode intermédiaire d'optimisation énergétique INT est effectué jusqu'à ce qu'un deuxième critère de basculement Crit_2 soit rempli. Ce deuxième critère de basculement Crit_2 dépend du pilotage choisi de la machine électrique 12.The control of the electric machine 12 in the intermediate energy optimization mode INT is carried out until a second switching criterion Crit_2 is fulfilled. This second switching criterion Crit_2 depends on the selected control of the electric machine 12.
Dans le cas d'un pilotage en couple de la machine électrique 12, le deuxième critère de basculement Crit_2 est un critère de consommation de courant de la machine électrique 12 (et donc un critère de consommation de courant prélevé sur le réseau de bord du véhicule). Ce critère de consommation de courant est défini par exemple par un courant compris entre 30A et 100A et valant de préférence de l'ordre de 50A. Par "de l'ordre de", on entend une variation de plus ou moins 10% par rapport à la valeur indiquée.In the case of torque control of the electric machine 12, the second switching criterion Crit_2 is a current consumption criterion of the electric machine 12 (and therefore a current consumption criterion taken from the on-board network of the vehicle ). This current consumption criterion is defined for example by a current comprised between 30A and 100A and preferably being of the order of 50A. By "of the order of" is meant a variation of plus or minus 10% with respect to the value indicated.
Dans le cas d'un pilotage en tension de la machine électrique 12 à une valeur de tension sensiblement égale à la tension du réseau de bord ou d'un pilotage en courant de la machine électrique 12 à une valeur de courant sensiblement nulle, le deuxième critère de basculement Crit_2 est un critère de couple de la machine électrique 12. Ce critère de couple est par exemple défini par un couple de l'ordre de plus ou moins 3N.m. Cette valeur de couple présente l'intérêt d'avoir un faible impact sur la consommation du moteur thermique 11 et de ne pas perturber l'agrément de conduite.In the case of a voltage control of the electric machine 12 at a voltage value substantially equal to the voltage of the on-board network or a current control of the electric machine 12 at a current value substantially zero, the second switching criterion Crit_2 is a torque criterion of the electric machine 12. This torque criterion is for example defined by a torque of the order of plus or minus 3 N.m. This torque value has the advantage of having a low impact on the consumption of the thermal engine 11 and of not disturbing driving pleasure.
Lorsque le deuxième critère de basculement Crit_2 est rempli, la machine électrique 12 est pilotée dans le mode court-circuit ASC dans lequel tous les interrupteurs électroniques 22, 23 de l'onduleur 20 sont à l'état fermé.When the second switching criterion Crit_2 is fulfilled, the electrical machine 12 is controlled in the ASC short-circuit mode in which all the electronic switches 22, 23 of the inverter 20 are in the closed state.
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Un module de gestion de la machine électrique M1 permet de définir, à partir du couple de consigne C* (ici égal à 0), des courants de consigne Id*, Iq* dans le repère de Park.A module for managing the electric machine M1 makes it possible to define, from the setpoint torque C* (here equal to 0), setpoint currents Id*, Iq* in the Park frame.
Un module de contrôle de courant M2 définit des tensions de consigne correspondantes Vd*, Vq* dans le repère de Park.A current control module M2 defines corresponding reference voltages Vd*, Vq* in the Park frame.
Un module de modulation de tension M3 définit des rapports cycliques RC de tension de phase envoyés à l'onduleur 20 relié électriquement à la batterie 26 du réseau de bord. L'onduleur 20 commande alors la machine électrique tournante 12 dans un mode moteur.A voltage modulation module M3 defines phase voltage duty cycles RC sent to the inverter 20 electrically connected to the battery 26 of the on-board network. The inverter 20 then controls the rotary electrical machine 12 in a motor mode.
Un capteur de courant permet de retourner les valeurs réelles de courant Id, Iq vers le module de contrôle en courant qui pourra adapter les tensions de consigne Vd*, Vq* en conséquence.A current sensor makes it possible to return the actual current values Id, Iq to the current control module which can adapt the setpoint voltages Vd*, Vq* accordingly.
Un système 28 de suivi de la position du rotor de la machine électrique 12 permet de déterminer une position Pr ainsi qu'une vitesse de rotation Wr du rotor. Ces valeurs Pr, Wr sont communiquées au module de gestion de la machine électrique 12. Le système de suivi 28 pourra comporter notamment un capteur à effet Hall ou tout autre capteur équivalent adapté à l'application,A system 28 for monitoring the position of the rotor of the electric machine 12 makes it possible to determine a position Pr as well as a speed of rotation Wr of the rotor. These values Pr, Wr are communicated to the management module of the electric machine 12. The monitoring system 28 may include in particular a Hall effect sensor or any other equivalent sensor suitable for the application,
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Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.Of course, the different features, variants and/or embodiments of the present invention can be associated with each other in various combinations insofar as they are not incompatible or exclusive of each other.
En outre, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment toutes combinaisons des différents modes de fonctionnement décrits précédemment, pouvant être pris séparément ou en association.Furthermore, the invention is not limited to the embodiments described above and provided solely by way of example. It encompasses various modifications, alternative forms and other variants that a person skilled in the art may consider in the context of the present invention and in particular all combinations of the various modes of operation described previously, which may be taken separately or in combination.
Claims (10)
- ledit procédé comportant, lorsque la machine électrique tournante (12) est dans un état passif:
- une étape de pilotage de la machine électrique tournante (12) dans un mode circuit ouvert (OC) dans lequel les interrupteurs électroniques de l'onduleur (20) sont ouverts, et
- une étape de pilotage de la machine électrique (12) dans un mode court-circuit (ASC) dans lequel les interrupteurs électroniques de l'onduleur (20) sont à l'état fermé,
caractérisé en ce que ledit procédé comporte en outre une étape de pilotage de la machine électrique (12) dans un mode intermédiaire d'optimisation énergétique (INT) dans lequel une consommation énergétique globale de la chaîne de traction (10) est réduite par rapport au mode court-circuit (ASC),
- un passage du mode circuit ouvert (OC) au mode intermédiaire d'optimisation énergétique (INT) se produisant lorsqu'un premier critère de basculement (Crit_1) est rempli, et un passage du mode intermédiaire de compensation de couple au mode court-circuit (ASC) se produisant lorsqu'un deuxième critère de basculement (Crit_2) est rempli.Method for controlling a rotating electric machine (12) integrated in a hybrid traction chain (10) of a motor vehicle, said rotating electric machine (12) comprising a rotor with permanent magnets and a plurality of phases (u, v, w ) electrically connected to an inverter (20) provided for each phase with a switching arm (21.1, 21.2, 21.3) having a high side electronic switch (22) and a low side electronic switch (23),
- said method comprising, when the rotating electrical machine (12) is in a passive state:
- a step of controlling the rotating electrical machine (12) in an open circuit mode (OC) in which the electronic switches of the inverter (20) are open, and
- a step of controlling the electric machine (12) in a short-circuit mode (ASC) in which the electronic switches of the inverter (20) are in the closed state,
characterized in that said method further comprises a step of controlling the electric machine (12) in an intermediate energy optimization mode (INT) in which an overall energy consumption of the traction chain (10) is reduced compared to the short-circuit mode (ASC),
- a change from open circuit mode (OC) to intermediate energy optimization mode (INT) occurring when a first switching criterion (Crit_1) is met, and a change from intermediate torque compensation mode to short-circuit mode (ASC) occurring when a second failover criterion (Crit_2) is met.
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