FR3136706A1 - Surveillance du fonctionnement d’un circuit d’échange thermique associé à l’onduleur d’une machine motrice électrique d’un véhicule - Google Patents
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Abstract
Un procédé de surveillance est mis en œuvre dans un véhicule comprenant une machine motrice électrique comportant un onduleur faisant l’objet périodiquement d’une première mesure de température et couplé à un circuit de régulation thermique contenant un fluide caloporteur faisant l’objet périodiquement d’une seconde mesure de température. Ce procédé comprend une étape (10-60) dans laquelle, lorsqu’un premier fonctionnement du circuit de régulation thermique a été déclenché pour refroidir l’onduleur, que la première mesure de température est supérieure à un premier seuil et qu’une valeur d’écart, représentative d’un écart entre les première et seconde mesures de température, est supérieure à un deuxième seuil, on déclenche un second fonctionnement du circuit de régulation thermique propre à augmenter la capacité de refroidissement de ce dernier. Figure 3
Description
L’invention concerne les véhicules comprenant une machine motrice électrique faisant partie d’un groupe motopropulseur, et plus précisément la surveillance au sein de tels véhicules du fonctionnement d’un circuit de régulation thermique associé à un onduleur faisant partie de la machine motrice électrique.
Certains véhicules, éventuellement de type automobile, comprennent un groupe motopropulseur (ou GMP) comportant une machine motrice électrique comportant un onduleur (ou « inverter ») chargé de l’alimenter en courant alternatif pour qu’elle fournisse un couple moteur. Cet onduleur est plus précisément agencé de manière à convertir en courant alternatif un courant continu, par exemple fourni par une batterie principale (ou de traction) ou une pile à combustible du véhicule, de façon contrôlée par un calculateur de machine associé à la machine motrice électrique.
A titre d’exemple, lorsque la machine motrice électrique peut être de type dit « synchrone à aimant permanent ». Dans ce cas, elle comprend un rotor à aimant permanent et un stator comportant N bobines (avec N ≥ 3) placées autour du rotor et alimentées par l’onduleur en impulsions de courant ayant des sens de circulation choisis de manière à rendre chacune d’entre elles attractive ou répulsive ou neutre (pas de courant) à un instant précis. Ces impulsions de courant sont déterminées en fonction d’une consigne définissant le couple devant être fourni par la machine motrice électrique (et donc son rotor) sur sa sortie et qui est déterminée par un calculateur de supervision du GMP du véhicule en fonction du pourcentage d’enfoncement de la pédale d’accélérateur.
Du fait de la conversion de courant qu’il effectue, l’onduleur monte en température, et, pour qu’il fonctionne correctement, sans risque de dégradation, sa température doit demeurer à l’intérieur d’un intervalle de températures choisi (défini par des températures minimale et maximale).
La température de l’onduleur fait donc l’objet d’une surveillance par comparaison périodique à au moins une température maximale choisie de sa mesure de température (effectuée périodiquement par un capteur associé). Ainsi, lorsque la mesure de température de l’onduleur est supérieure à cette température maximale, de préférence pendant une durée supérieure à un seuil choisi, le calculateur de machine alerte le calculateur de supervision du GMP qui déclenche le fonctionnement d’un circuit de régulation thermique associé à l’onduleur, comme décrit dans le document brevet US-A1 2020/0136471. En d’autres termes, on refroidit l’onduleur en faisant fonctionner à un régime intermédiaire choisi la pompe de fluide caloporteur qui fait partie du circuit de régulation thermique, afin que la mesure de température de l’onduleur redevienne inférieure à la température maximale (autorisée sans refroidissement).
Si le fonctionnement de la pompe ne permet pas de faire descendre la mesure de température de l’onduleur en-dessous de la température maximale, le calculateur de supervision du GMP déclenche un fonctionnement de l’onduleur (et donc de la machine motrice électrique) dans un mode dégradé (ou en anglais « limp home »). Dans ce mode dégradé le couple que la machine motrice électrique est autorisée à fournir est limité, afin d’éviter sa dégradation, voire le déclenchement d’un incendie, et ainsi protéger le véhicule et ses passagers. Si ce mode dégradé n’est toujours pas suffisant pour faire redescendre la mesure de température de l’onduleur en-dessous de la température maximale autorisée, le calculateur de machine interdit le fonctionnement de l’onduleur (et donc de la machine motrice électrique), ce qui provoque l’immobilisation du véhicule lorsque son GMP est tout électrique.
Un inconvénient du mode de fonctionnement décrit ci-dessus réside dans le fait que le refroidissement de l’onduleur n’est pas garanti. En effet, il peut arriver que le refroidissement soit insuffisant, ou que le fluide caloporteur ne circule pas dans le circuit de régulation thermique, alors même que l’ordre de mise en fonctionnement de sa pompe a été transmis par le calculateur de supervision du GMP. La première situation résulte d’un débit insuffisant du fluide caloporteur du fait que la pompe fonctionne à un régime intermédiaire prédéfini et dont l’ajustement n’est actuellement pas prévu. La seconde situation peut notamment survenir lorsque la pompe ne fonctionne pas malgré l’ordre reçu, ou qu’une bulle d’air est présente dans le circuit de régulation thermique au niveau de sa pompe ou de l’onduleur.
Lorsque le refroidissement de l’onduleur n’est pas suffisant (éventuellement du fait qu’il n’est pas effectif) le conducteur en est informé afin qu’il se rende avec son véhicule dans un service après-vente pour faire contrôler la machine motrice électrique. Le fonctionnement du circuit de régulation thermique étant rarement suspecté, on procède généralement au remplacement intégral de la machine motrice électrique, ce qui s’avère très onéreux pour le constructeur du véhicule lorsque ce dernier est sous garantie, ou pour le propriétaire du véhicule lorsque la garantie n’est plus valable. En outre, si le problème vient du circuit de régulation thermique, le remplacement de la machine motrice électrique ne permet pas de le solutionner.
L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.
Elle propose notamment à cet effet un procédé de surveillance destiné à être mis en œuvre dans un véhicule comprenant une machine motrice électrique comportant un onduleur propre à fournir à cette dernière un courant alternatif pour qu’elle fournisse un couple, faisant l’objet périodiquement d’au moins une première mesure de température, et couplé à un circuit de régulation thermique contenant un fluide caloporteur faisant l’objet périodiquement d’une seconde mesure de température.
Ce procédé de surveillance se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle, lorsqu’un premier fonctionnement du circuit de régulation thermique a été déclenché pour refroidir l’onduleur, que la première mesure de température est supérieure à un premier seuil choisi et qu’une valeur d’écart, représentative d’un écart entre les première et seconde mesures de température, est supérieure à un deuxième seuil choisi, on déclenche un second fonctionnement du circuit de régulation thermique propre à augmenter une capacité de refroidissement qu’offre ce dernier dans le premier fonctionnement.
Ainsi, on peut désormais détecter un problème de fonctionnement ou une capacité de refroidissement insuffisante du circuit de régulation thermique, et donc agir en conséquence en augmentant sa capacité de refroidissement dans le but de résoudre ce problème ou de provoquer un refroidissement suffisant. En outre, cela permet de différencier un problème de fonctionnement du circuit de régulation thermique d’un problème de fonctionnement de la machine motrice électrique.
Le procédé de surveillance selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- dans son étape, on peut déclencher le second fonctionnement lorsque la première mesure de température est supérieure au premier seuil et que des valeurs d’écart successives sont supérieures au deuxième seuil pendant une durée qui est supérieure à un troisième seuil choisi ;
- en présence de la première option, dans son étape le troisième seuil peut être compris entre 20 ms et 200 ms ;
- dans son étape le premier seuil peut être compris entre 40°C et 60°C ;
- dans son étape le deuxième seuil peut être compris entre 15°C et 25°C ;
- dans son étape, lorsque le circuit de régulation thermique comprend une pompe ayant un régime variant entre un régime nul et un régime maximal, un échangeur de chaleur alimenté en air par un groupe moto-ventilateur ayant un régime variant entre un régime nul et un régime maximal et alimenté en air par au moins un volet d’alimentation ayant une position variant entre une position totalement fermée et une position totalement ouverte, le second fonctionnement peut consister à faire fonctionner la pompe au régime maximal, et à faire fonctionner le groupe moto-ventilateur au régime maximal et/ou à placer le volet d’alimentation dans la position totalement ouverte ;
- dans son étape, en cas de déclenchement du second fonctionnement, on peut aussi effectuer dans le véhicule au moins une action complémentaire consistant à enregistrer au moins un code défaut représentatif d’un problème de refroidissement de l’onduleur ;
- dans son étape, lorsque la première mesure de température est supérieure à un quatrième seuil choisi, supérieur au premier seuil s1, pendant une durée qui est supérieure à un cinquième seuil choisi durant le second fonctionnement, on peut interdire le fonctionnement de l’onduleur ;
- en présence de la dernière option, dans son étape le quatrième seuil peut être compris entre 100°C et 120°C ;
- également en présence de la dernière option, dans son étape le cinquième seuil peut être compris entre 20 ms et 100 ms ;
- également en présence de la dernière option, dans son étape on peut aussi effectuer dans le véhicule au moins une action complémentaire consistant à générer une alerte d’un usager du véhicule d’un arrêt du fonctionnement de la machine motrice électrique.
L’invention propose également un produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre un procédé de surveillance du type de celui présenté ci-avant pour surveiller, dans un véhicule, le fonctionnement d’un circuit de régulation thermique associé à un onduleur propre à fournir un courant alternatif à une machine motrice électrique pour qu’elle fournisse un couple.
L’invention propose également un dispositif de surveillance destiné à équiper un véhicule comprenant une machine motrice électrique comportant un onduleur propre à fournir à cette dernière un courant alternatif pour qu’elle fournisse un couple, faisant l’objet périodiquement d’au moins une première mesure de température, et couplé à un circuit de régulation thermique contenant un fluide caloporteur faisant l’objet périodiquement d’une seconde mesure de température.
Ce dispositif de surveillance se caractérise par le fait qu’il comprend au moins un processeur et au moins une mémoire agencés pour effectuer les opérations consistant, lorsqu’un premier fonctionnement du circuit de régulation thermique a été déclenché pour refroidir l’onduleur, que la première mesure de température est supérieure à un premier seuil choisi et qu’une valeur d’écart, représentative d’un écart entre les première et seconde mesures de température, est supérieure à un deuxième seuil choisi, à déclencher un second fonctionnement du circuit de régulation thermique propre à augmenter une capacité de refroidissement qu’offre ce dernier dans le premier fonctionnement.
L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant, d’une part, une machine motrice électrique comportant un onduleur propre à fournir à cette dernière un courant alternatif pour qu’elle fournisse un couple, faisant l’objet périodiquement d’au moins une première mesure de température, et couplé à un circuit de régulation thermique contenant un fluide caloporteur faisant l’objet périodiquement d’une seconde mesure de température, et, d’autre part, un dispositif de surveillance du type de celui présenté ci-avant.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
L’invention a notamment pour but de proposer un procédé de surveillance, et un dispositif de surveillance DS associé, destinés à permettre la surveillance du fonctionnement du circuit de régulation thermique CRT qui est associé à l’onduleur OM faisant partie d’une machine motrice électrique MME d’un véhicule V.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture, comme illustré sur la . Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant un groupe motopropulseur (ou GMP) comportant une machine motrice électrique alimentée en énergie électrique, par exemple par une batterie principale (ou de traction) ou par une pile à combustible, et comportant un onduleur associé à un circuit de régulation thermique. Ainsi, elle concerne, par exemple, les véhicules terrestres (véhicules utilitaires, camping-cars, minibus, cars, camions, motocyclettes, engins de voirie, engins de chantier, engins agricoles, engins de loisir (motoneige, kart), et engins à chenille(s), par exemple), les bateaux et les aéronefs.
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) de type tout électrique (et donc dont la motricité est assurée exclusivement par au moins une machine motrice électrique MME). Mais le GMP pourrait être de type hybride (thermique et électrique).
De plus, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la machine motrice électrique MME est alimentée en énergie électrique par une batterie principale (ou de traction) rechargeable pendant des phases de recharge. Mais la machine motrice électrique MME pourrait être alimentée en énergie électrique par une pile à combustible.
Enfin, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la machine motrice électrique MME est de type dit « synchrone à aimant permanent ». Mais d’autres types de machine motrice électrique peuvent être utilisés, dès lors qu’ils comprennent un stator et un rotor.
On a schématiquement représenté sur la un véhicule V comprenant une chaîne de transmission à GMP électrique (et donc à machine motrice électrique MME comportant un onduleur OM associé à un circuit de régulation thermique CRT), un réseau de bord RB, une batterie de servitude BS, une batterie principale (ou de traction) BP, un convertisseur CV, et un dispositif de surveillance DS selon l’invention.
Le réseau de bord RB est un réseau d’alimentation électrique auquel sont couplés des équipements (ou organes) électriques (ou électroniques) qui consomment de l’énergie électrique.
La batterie de servitude BS est chargée de fournir de l’énergie électrique au réseau de bord RB, en complément, ici, de celle fournie par le convertisseur CV alimenté par la batterie principale BP, et parfois à la place, ici, de ce convertisseur CV. Par exemple, cette batterie de servitude BS peut être agencée sous la forme d’une batterie de type très basse tension (typiquement 12 V, 24 V ou 48 V). Elle est rechargeable au moins par le convertisseur (de courant) CV. On considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la batterie de servitude BS est de type Lithium-ion 12 V.
La chaîne de transmission a un GMP qui est, ici, purement électrique et donc qui comprend, notamment, une machine motrice électrique MME, un arbre moteur AM, et un arbre de transmission AT. On entend ici par « machine motrice électrique » une machine électrique comportant un onduleur et agencée de manière à fournir un couple pour déplacer le véhicule V lorsqu’elle est alimentée en énergie électrique (ici) par la batterie principale BP, ainsi qu’éventuellement à récupérer du couple lors des phases de freinage récupératif.
Le fonctionnement du GMP est supervisé par un calculateur de supervision CS.
La machine motrice électrique MME (ici un moteur électrique synchrone à aimant permanent, à titre d’exemple) est ici couplée à la batterie principale BP, afin d’être alimentée en énergie électrique, ainsi qu’éventuellement d’alimenter cette batterie principale BP en énergie électrique, notamment lors d’un freinage récupératif. Le fonctionnement de la machine motrice électrique MME est contrôlé par un calculateur de machine CM.
En fait, c’est l’onduleur OM, que comprend la machine motrice électrique MME, qui est couplé (ici) à la batterie principale BP et dont le fonctionnement est contrôlé par le calculateur de machine CM. Cet onduleur OM est plus précisément agencé de manière à convertir en courant alternatif le courant continu qui est ici fourni par la batterie principale BP. De plus, cet onduleur OM est associé à un circuit de régulation thermique CRT qui est chargé d’assurer son refroidissement ainsi que son réchauffement lorsque le calculateur de supervision CS le décide.
Comme illustré schématiquement sur la , ce circuit de régulation thermique CRT peut notamment comprendre une pompe PF, un échangeur de chaleur EC, un groupe moto-ventilateur GM, au moins un volet d’alimentation VA et des conduits dans lesquels circulent un fluide caloporteur et qui traversent la machine motrice électrique MME (et en particulier son onduleur OM).
La pompe PF a un régime qui varie entre un régime nul et un régime maximal, afin de faire circuler le fluide caloporteur. L’échangeur de chaleur EC est alimenté en air par le groupe moto-ventilateur GM. Il s’agit, par exemple, d’un radiateur de type air/fluide caloporteur. Le groupe moto-ventilateur GM est alimenté en air par le (chaque) volet d’alimentation VA, et a un régime qui varie entre un régime nul et un régime maximal, afin de faire varier le débit d’air qui alimente l’échangeur de chaleur EC. Le (chaque) volet d’alimentation VA a une position qui varie entre une position totalement fermée et une position totalement ouverte, afin de faire varier la quantité d’air qui alimente le groupe moto-ventilateur GM.
On notera, comme illustré sur la , que l’onduleur OM est associé à au moins un premier détecteur de température DO chargé de délivrer périodiquement des premières mesures de température mt1, représentatives de sa température. Dans l’exemple illustré non limitativement sur la , l’onduleur OM n’est associé qu’à un seul premier détecteur de température DO. Mais l’onduleur OM peut être associé à n’importe quel nombre de premiers détecteurs de température DO dès lors que ce nombre est supérieur ou égal à un (1).
Le calculateur de machine CM est agencé de manière à comparer chaque première mesure de température mt1 à un (sixième) seuil s6 choisi, et, par exemple, à alerter le calculateur de supervision CS lorsque des premières mesures de température mt1 successives sont toutes supérieures au douzième seuil s12, de préférence pendant une durée qui est supérieure à un (septième) seuil s7 choisi, afin qu’il (CS) déclenche un premier fonctionnement du circuit de régulation thermique CRT.
On notera que ce premier fonctionnement offre une capacité de refroidissement minimale ou intermédiaire (et non pas maximale), et nécessite que la pompe PF fonctionne avec un régime minimal ou intermédiaire, et non pas maximal, que le (chaque) volet d’alimentation VA soit placé dans une position intermédiaire (et non pas maximale), et que le groupe moto-ventilateur GM fonctionne avec un régime intermédiaire (par exemple 20%), et non pas maximal.
On notera également que lorsque l’onduleur OM est associé à plusieurs (au moins deux) premiers détecteurs de température DO délivrant chacun périodiquement une première mesure de température mt1, le calculateur de machine CM peut être agencé de manière à comparer au sixième seuil s6 une valeur moyenne des premières mesures de température mt1 ou bien la première mesure de température mt1 qui est la plus élevée, par exemple.
Par exemple, le sixième seuil s6 peut être compris entre 40°C et 50°C. A titre d’exemple illustratif, le sixième seuil s6 peut être égal à 45°C. Mais d’autres valeurs de sixième seuil s6 peuvent être utilisées. Par exemple, la valeur du sixième seuil s6 peut être choisie pendant la phase de mise au point du véhicule V.
Egalement par exemple, le septième seuil s7 peut être compris entre 50 ms et 500 ms. A titre d’exemple illustratif, le septième seuil s7 peut être égal à 200 ms. Mais d’autres valeurs de septième seuil s7 peuvent être utilisées. Par exemple, la valeur du septième seuil s7 peut être choisie pendant la phase de mise au point du véhicule V.
Egalement comme illustré sur la , le circuit de régulation thermique CRT comprend un second détecteur de température DC chargé de délivrer périodiquement des secondes mesures de température mt2, représentatives de la température du fluide caloporteur, de préférence à distance de l’onduleur OM (par exemple dans le voisinage de la pompe PF).
Par ailleurs, la machine motrice électrique MME est couplée à l’arbre moteur AM, pour lui fournir un couple par entraînement en rotation. Cet arbre moteur AM est ici couplé à un réducteur RD qui est aussi couplé à l’arbre de transmission AT, lui-même couplé à un premier train T1 (ici de roues), de préférence via un différentiel DF.
Ce premier train T1 est ici situé dans la partie avant PVV du véhicule V. Mais dans une variante ce premier train T1 pourrait être celui qui est ici référencé T2 et qui est situé dans la partie arrière PRV du véhicule V.
Dans l’exemple illustré, la machine motrice électrique MME comprend un rotor RM à aimant permanent et un stator SM comportant N bobines Bn (avec N ≥ 3) placées autour du rotor RM et alimentées par l’onduleur OM, de façon contrôlée par le calculateur de machine CM, en impulsions de courant ayant des sens de circulation choisis de manière à rendre chacune d’entre elles attractive ou répulsive ou neutre (pas de courant) à un instant précis. Ces impulsions de courant sont déterminées en fonction d’une consigne définissant le couple devant être fourni par la machine motrice électrique MME (et donc son rotor RM) sur sa sortie et qui est déterminée par le calculateur de supervision CS en fonction du pourcentage d’enfoncement de la pédale d’accélérateur. On comprendra que l’entraînement en rotation du rotor RM permet de produire du couple moteur pour déplacer le véhicule V.
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la le stator SM comprend trois bobines B1 à B3 (n = 1 à 3, N = 3). Mais le stator SM peut comprendre n’importe quel nombre de bobines Bn dès lors que ce nombre est supérieur ou égal à trois.
Le convertisseur CV est aussi chargé, ici, pendant les phases de roulage du véhicule V de convertir une partie du courant électrique stocké dans la batterie principale BP pour alimenter en courant électrique converti le réseau de bord RB et la batterie de servitude BS (pour la recharger).
On notera, comme illustré non limitativement sur la , que le convertisseur CV peut faire partie d’un chargeur CH comprenant aussi un calculateur de recharge (non illustré) chargé, au moins, de contrôler les recharges de la batterie principale BP.
La batterie principale (ou de traction) BP peut, par exemple, comprendre des cellules de stockage d’énergie électrique, éventuellement électrochimiques (par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion) ou Ni-Mh ou Ni-Cd). Egalement par exemple, la batterie principale BP peut être de type basse tension (typiquement 450 V à titre illustratif). Mais elle pourrait être de type moyenne tension ou haute tension.
On notera également que la batterie principale BP est associée à un boîtier de batterie BB qui comprend notamment un calculateur de batterie CB. Cette batterie principale BP et son boîtier de batterie BB constituent un pack batterie.
On notera également que dans l’exemple illustré non limitativement sur la le véhicule V comprend aussi un boîtier de distribution BD auquel sont couplés la batterie de servitude BS, le convertisseur CV et le réseau de bord RB. Ce boîtier de distribution BD est chargé de distribuer dans le réseau de bord RB l’énergie électrique stockée dans la batterie de servitude BS ou produite par le convertisseur CV, pour l’alimentation des organes (ou équipements) électriques couplés au réseau de bord RB en fonction de demandes d’alimentation reçues (notamment du calculateur de supervision CS du GMP).
Comme évoqué plus haut, l’invention propose notamment un procédé de surveillance destiné à permettre la surveillance du fonctionnement du circuit de régulation thermique CRT associé à l’onduleur OM.
Ce procédé (de surveillance) peut être mis en œuvre au moins partiellement par le dispositif de surveillance DS (illustré au moins partiellement sur les figures 1 et 2) qui comprend à cet effet au moins un processeur PR1, par exemple de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor »)), et au moins une mémoire MD. Ce dispositif de surveillance DS peut donc être réalisé sous la forme d’une combinaison de circuits ou composants électriques ou électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels (ou « software »). A titre d’exemple, il peut s’agir d’un microcontrôleur.
La mémoire MD est vive afin de stocker des instructions pour la mise en œuvre par le processeur PR1 d’une partie au moins du procédé de surveillance. Le processeur PR1 peut comprendre des circuits intégrés (ou imprimés), ou bien plusieurs circuits intégrés (ou imprimés) reliés par des connections filaires ou non filaires. On entend par circuit intégré (ou imprimé) tout type de dispositif apte à effectuer au moins une opération électrique ou électronique.
Dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le dispositif de surveillance DS fait partie du calculateur de machine CM (associé à la machine motrice électrique MME). Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le dispositif de surveillance DS pourrait comprendre son propre calculateur dédié, lequel est alors couplé au calculateur de machine CM, ou bien pourrait faire partie d’un autre calculateur embarqué (par exemple le calculateur de supervision CS ou le calculateur de batterie CB).
Comme illustré non limitativement sur la , le procédé (de surveillance), selon l’invention, comprend une étape 10-60 qui est mise en œuvre lorsque le GMP du véhicule V est en fonctionnement, et en particulier lorsque la machine motrice électrique MME est en fonctionnement, et lorsqu’un premier fonctionnement du circuit de régulation thermique CRT a été déclenché (par exemple par le calculateur de supervision CS) pour refroidir l’onduleur OM.
L’étape 10-60 du procédé comprend une sous-étape 40 dans laquelle, lorsque la première mesure de température mt1 est supérieure à un premier seuil s1 choisi et qu’une valeur d’écart ve, représentative d’un écart entre les première mt1 et seconde mt2 mesures de température, est supérieure à un deuxième seuil s2 choisi, on (le dispositif de surveillance DS) déclenche un second fonctionnement du circuit de régulation thermique CRT qui est propre à augmenter la capacité de refroidissement qu’il présente dans le premier fonctionnement. Ce déclenchement résulte de préférence d’une alerte qui est transmise au calculateur de supervision CS par le calculateur de machine CM (ou l’éventuel calculateur dédié du dispositif de surveillance DS).
On considère en effet qu’il est impossible qu’une valeur d’écart ve supérieure au premier seuil s1 puisse être obtenue lorsque le circuit de régulation thermique CRT fonctionne correctement. Par conséquent, si la valeur d’écart ve est supérieure au premier seuil s1, cela signifie qu’il y a un problème dans le circuit de régulation thermique CRT ou que son premier fonctionnement en cours n’offre pas une capacité de refroidissement suffisante, et donc on agit en conséquence, au moins en déclenchant un second fonctionnement du circuit de régulation thermique CRT « plus puissant » que le premier fonctionnement. On comprendra qu’en augmentant la capacité de refroidissement du circuit de régulation thermique CRT on espère que cela va chasser d’éventuelles bulles d’air bloquées (si la pompe PF fonctionne correctement) et/ou permettre un refroidissement plus important de l’onduleur OM (et donc de nature à faire descendre sa première mesure de température mt1 sous le sixième seuil s6 choisi). Il est en effet rappelé que si le premier fonctionnement du circuit de régulation thermique CRT a été déclenché c’est que la première mesure de température mt1 est supérieure au sixième seuil s6, de préférence depuis une durée qui est supérieure au septième seuil s7 choisi.
Grâce à cette surveillance de la valeur d’écart ve, on peut désormais détecter un problème de fonctionnement ou une capacité de refroidissement insuffisante du circuit de régulation thermique CRT, et donc on agit en conséquence en augmentant sa capacité de refroidissement afin d’espérer résoudre ce problème ou provoquer un refroidissement suffisant. On évite ainsi de dégrader l’onduleur OM (et possiblement toute la machine motrice électrique MME), voire de déclencher un incendie dans le véhicule V, ce qui permet d’éviter de faire courir un risque à ce dernier (V) et à ses passagers, mais aussi aux personnes et objets situés dans l’environnement du véhicule V.
De plus, cela permet au calculateur de supervision CS de différencier un problème de fonctionnement du circuit de régulation thermique CRT d’un problème de fonctionnement de la machine motrice électrique MME.
On notera que lorsque l’onduleur OM est associé à plusieurs (au moins deux) premiers détecteurs de température DO délivrant chacun périodiquement une première mesure de température mt1, le calculateur de machine CM utilise par exemple la valeur moyenne des premières mesures de température mt1 ou la première mesure de température mt1 la plus élevée pour effectuer la comparaison avec le premier seuil s1 et la détermination de la valeur d’écart ve.
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la , l’étape 10-60 peut comprendre une sous-étape 10 dans laquelle on (le dispositif de surveillance DS) récupère les première mt1 et seconde mt2 mesures de température, puis une sous-étape 20 dans laquelle on (le dispositif de surveillance DS) détermine l’écart ecm entre les première mt1 et seconde mt2 mesures de température puis la valeur d’écart ve qui est représentative de cet écart ecm déterminé.
A titre d’exemple, chaque valeur d’écart ve peut être égale à la valeur absolue de l’écart ecm entre les première mt1 et seconde mt2 mesures de température (soit ve = |ecm| = |mt1 – mt2|). Cela permet de tenir compte des écarts positifs comme des écarts négatifs. Mais dans une variante de réalisation on pourrait ne tenir compte que des écarts positifs (à savoir (mt1 – mt2) > 0).
Egalement comme illustré non limitativement sur la , l’étape 10-60 peut comprendre une sous-étape 30 dans laquelle on (le dispositif de surveillance DS) compare la valeur d’écart ve déterminée dans la sous-étape 20 au premier seuil s1. Dans ce cas, comme indiqué plus haut, si la valeur d’écart ve déterminée est inférieure au premier seuil s1 on retourne effectuer la sous-étape 10, tandis que si la valeur d’écart ve déterminée est supérieure au premier seuil s1 on effectue la sous-étape 40 pour déclencher le second fonctionnement du circuit de régulation thermique CRT.
Par exemple, le premier seuil s1 peut être compris entre 40°C et 60°C. A titre d’exemple illustratif, le premier seuil s1 peut être égal à 50°C. Mais d’autres valeurs de premier seuil s1 peuvent être utilisées. Par exemple, la valeur du premier seuil s1 peut être choisie pendant la phase de mise au point du véhicule V.
On utilise de préférence un premier seuil s1 supérieur au sixième seuil s6, car cela signifie que la première mesure de température mt1 de l’onduleur OM a augmenté depuis le déclenchement du premier fonctionnement.
Egalement par exemple, le deuxième seuil s2 peut être compris entre 15°C et 25°C. A titre d’exemple illustratif, le deuxième seuil s2 peut être égal à 20°C. Mais d’autres valeurs de deuxième seuil s2 peuvent être utilisées. Par exemple, la valeur du deuxième seuil s2 peut être choisie pendant la phase de mise au point du véhicule V. On notera que la valeur du deuxième seuil s2 dépend notamment de l’architecture et des caractéristiques du circuit de régulation thermique CRT et de la distance séparant les premier DO et second DC détecteurs de température.
On notera également que dans la sous-étape 40 de l’étape 10-60 on (le dispositif de surveillance DS) peut déclencher le second fonctionnement du circuit de régulation thermique CRT lorsque la première mesure de température mt1 est supérieure au premier seuil s1 et que des valeurs d’écart ve successives sont supérieures au deuxième seuil s2 pendant une durée qui est supérieure à un troisième seuil s3 choisi. Cette option permet d’éviter de prendre en compte une unique valeur d’écart ve erronée ou ponctuellement anormale (par rapport aux autres valeurs d’écart ve déterminées juste avant ou juste après) qui provoquerait la réalisation immédiate d’une action principale (à savoir le déclenchement du second fonctionnement).
Par exemple, le troisième seuil s3 peut être compris entre 20 ms et 200 ms. A titre d’exemple illustratif, le troisième seuil s3 peut être égal à 30 ms. Mais d’autres valeurs de troisième seuil s3 peuvent être utilisées. Par exemple, la valeur du troisième seuil s3 peut être choisie pendant la phase de mise au point du véhicule V.
Afin de déterminer la durée d’un problème de valeur d’écart ve (et donc d’un problème de fonctionnement du circuit de régulation thermique CRT), on (le dispositif de surveillance DS) peut déclencher dans la sous-étape 30 une première temporisation égale à la durée du troisième seuil s3 dès que la valeur d’écart ve devient supérieure au premier seuil s1 pour une première fois. Lorsque cette durée du troisième seuil s3 expire (et que l’on a toujours ve > s1), on décide dans la sous-étape 40 d’au moins déclencher le second fonctionnement. Si la valeur d’écart ve redevient inférieure au premier seuil s1 avant l’expiration de la durée du troisième seuil s3, on (le dispositif de surveillance DS) retourne effectuer la sous-étape 10.
On notera également que dans la sous-étape 40, lorsque le circuit de régulation thermique CRT comprend les pompe PF, échangeur de chaleur EC, groupe moto-ventilateur GM et volet(s) d’alimentation VA décrits plus haut, le second fonctionnement peut consister à faire fonctionner la pompe PF au régime maximal, et à faire fonctionner le groupe moto-ventilateur GM au régime maximal et/ou à placer le volet d’alimentation VA dans sa position totalement ouverte. En d’autres termes, le second fonctionnement peut consister :
- soit à faire fonctionner la pompe PF au régime maximal et le groupe moto-ventilateur GM au régime maximal, et à placer le volet d’alimentation VA dans sa position totalement ouverte, ce qui permet d’avoir la capacité de refroidissement maximale du circuit de régulation thermique CRT,
- soit à faire fonctionner la pompe PF au régime maximal et le groupe moto-ventilateur GM au régime maximal, sans modifier la position intermédiaire en cours du volet d’alimentation VA, ce qui permet d’avoir une capacité de refroidissement intermédiaire du circuit de régulation thermique CRT (supérieure à celle offerte par le premier fonctionnement),
- soit encore à faire fonctionner la pompe PF au régime maximal et à placer le volet d’alimentation VA dans sa position totalement ouverte, sans modifier le régime intermédiaire en cours du groupe moto-ventilateur GM, ce qui permet d’avoir une capacité de refroidissement intermédiaire du circuit de régulation thermique CRT (supérieure à celle offerte par le premier fonctionnement).
On notera également que dans la sous-étape 40 de l’étape 10-60, lorsque le déclenchement du second fonctionnement a été décidé, on peut aussi effectuer (le dispositif de surveillance DS peut déclencher la réalisation), dans le véhicule V, au (d’au) moins une action complémentaire consistant à enregistrer au moins un code défaut représentatif d’un problème de refroidissement du circuit de régulation thermique CRT.
L’enregistrement d’au moins un code défaut représentatif d’un problème de refroidissement du circuit de régulation thermique CRT est destiné à faciliter la recherche de l’origine d’une limitation imposée par un technicien d’un service après-vente, et à permettre à ce technicien de solutionner le problème et d’informer l’usager du véhicule V de l’origine d’un tel problème.
On notera également, comme illustré non limitativement sur la , que l’étape 10-60 du procédé peut aussi comprendre une sous-étape 50 dans laquelle, lorsque la première mesure de température mt1 est supérieure à un quatrième seuil s4 choisi, supérieur au premier seuil s1, pendant une durée qui est supérieure à un cinquième seuil s5 choisi durant le second fonctionnement, on interdit le fonctionnement de l’onduleur OM.
On considère en effet que la température de l’onduleur OM continue d’augmenter, alors même que l’on a renforcé la capacité de refroidissement du circuit de régulation thermique CRT, et donc, pour éviter un possible emballement thermique de la machine motrice électrique MME, on décide d’interdire le fonctionnement de l’onduleur OM (et donc de la machine motrice électrique MME). Cela permet d’éviter de dégrader l’onduleur (et possiblement toute la machine motrice électrique MME), voire de déclencher un incendie dans le véhicule V, et ainsi d’éviter de faire courir un risque à ce dernier (V) et à ses passagers, mais aussi aux personnes et objets situés dans l’environnement du véhicule V.
Par exemple, le quatrième seuil s4 peut être compris entre 100°C et 120°C. A titre d’exemple illustratif, le quatrième seuil s4 peut être égal à environ 110°C. Mais d’autres valeurs de quatrième seuil s4 peuvent être utilisées. Par exemple, la valeur du quatrième seuil s4 peut être choisie pendant la phase de mise au point du véhicule V.
Egalement par exemple, le cinquième seuil s5 peut être compris entre 15 ms et 100 ms. A titre d’exemple illustratif, le cinquième seuil s5 peut être égal à 20 ms. Mais d’autres valeurs de cinquième seuil s5 peuvent être utilisées. Par exemple, la valeur du cinquième seuil s5 être choisie pendant la phase de mise au point du véhicule V.
Lorsque l’interdiction de fonctionnement est décidée, dans la sous-étape 50 on peut aussi effectuer (le dispositif de surveillance DS peut déclencher la réalisation), dans le véhicule V, au (d’au) moins une autre action complémentaire choisie parmi :
- la génération d’une alerte d’un usager (ou passager) du véhicule V de cette interdiction, et
- l’enregistrement d’au moins un code défaut représentatif d’un arrêt du fonctionnement de la machine motrice électrique MME en raison d’un problème de température au niveau de l’onduleur OM.
L’alerte de l’usager du véhicule V peut se faire, par exemple, au moyen d’un voyant allumé (par exemple du tableau de bord) et/ou d’un message affiché sur au moins un écran du véhicule V (par exemple du tableau de bord ou d’un combiné central) ou sur l’écran d’un téléphone intelligent (ou « smartphone ») de l’usager, et/ou diffusé par au moins un haut-parleur du véhicule V ou de ce téléphone intelligent. Cette alerte est destinée à signaler au conducteur un défaut de fonctionnement sur la machine motrice électrique MME, afin qu’il se rende rapidement avec son véhicule V dans un service après-vente pour la faire contrôler.
L’enregistrement d’au moins un code défaut représentatif d’un arrêt du fonctionnement de la machine motrice électrique MME est destiné à faciliter la recherche de l’origine de cet arrêt par un technicien d’un service après-vente, et à permettre à ce technicien de solutionner le problème et d’informer l’usager du véhicule V de l’origine de cet arrêt.
On notera également que l’étape 10-60 peut aussi comprendre une sous-étape 60 dans laquelle on considère qu’un problème de fonctionnement du circuit de régulation thermique CRT, préalablement détecté et ayant entraîné seulement le déclenchement du second fonctionnement, n’est plus présent lorsque la première mesure de température mt1 est redevenue inférieure au premier seuil s1 et que les valeurs d’écart ve successives deviennent inférieures à un huitième seuil s8 pendant une durée qui est supérieure à un neuvième seuil s9 choisi. Dans ce cas, on (le dispositif de surveillance DS) déclenche le premier fonctionnement du circuit de régulation thermique CRT. De préférence, on cesse également de générer une (le dispositif de surveillance DS cesse de déclencher la génération d’une) alerte pour l’usager (lorsque cette action complémentaire est prévue). Bien entendu, si le problème de fonctionnement du circuit de régulation thermique CRT est de nouveau détecté, un nouveau déclenchement du second fonctionnement est imposé.
Par exemple, le huitième seuil s8 peut être compris entre 15°C et 25°C. A titre d’exemple illustratif, le huitième seuil s8 peut être égal à environ 20°C. Mais d’autres valeurs de huitième seuil s8 peuvent être utilisées. Par exemple, la valeur du huitième seuil s8 peut être choisie pendant la phase de mise au point du véhicule V.
Egalement par exemple, la valeur du neuvième seuil s9 peut être comprise entre 20 ms et 200 ms. A titre d’exemple illustratif, la valeur du neuvième seuil s9 peut être égale à 30 ms. Mais d’autres valeurs de neuvième seuil s9 peuvent être utilisées. Par exemple, la valeur du neuvième seuil s9 peut être choisie pendant la phase de mise au point du véhicule V.
Si un problème de fonctionnement du circuit de régulation thermique CRT a entraîné l’arrêt du fonctionnement de la machine motrice électrique MME, on considère dans la sous-étape 60 que ce problème n’est plus présent lorsque la première mesure de température mt1 est redevenue inférieure au premier seuil s1 et que des valeurs d’écart successives deviennent inférieures à un dixième seuil s10 pendant une durée qui est supérieure à un onzième seuil s11 choisi. Dans ce cas, on (le dispositif de surveillance DS) ré-autorise l’utilisation de l’onduleur OM (et donc de la machine motrice électrique MME). De préférence, on cesse également de générer une (le dispositif de surveillance DS cesse de déclencher la génération d’une) alerte pour l’usager (lorsque cette action complémentaire est prévue). Bien entendu, si le problème de fonctionnement du circuit de régulation thermique CRT est de nouveau détecté, un nouveau déclenchement du second fonctionnement est imposé (avant un possible nouvel arrêt du fonctionnement de l’onduleur OM (et donc de la machine motrice électrique MME)).
Par exemple, le dixième seuil s10 peut être compris entre 100°C et 120°C. A titre d’exemple illustratif, le dixième seuil s10 peut être égal à environ 110°C. Mais d’autres valeurs de dixième seuil s10 peuvent être utilisées. Par exemple, la valeur du dixième seuil s10 peut être choisie pendant la phase de mise au point du véhicule V.
Egalement par exemple, la valeur du onzième seuil s11 peut être comprise entre 15 ms et 100 ms. A titre d’exemple illustratif, la valeur du onzième seuil s11 peut être égale à 20 ms. Mais d’autres valeurs de onzième seuil s11 peuvent être utilisées. Par exemple, la valeur du onzième seuil s11 peut être choisie pendant la phase de mise au point du véhicule V.
On notera également, comme illustré non limitativement sur la , que le calculateur de machine CM (ou le calculateur dédié du dispositif de surveillance DS) peut aussi comprendre une mémoire de masse MM1, notamment pour le stockage temporaire des mesures de température mt1 et mt2 successives, et des valeurs d’écart ve déterminées successivement, et d’éventuelles données intermédiaires intervenant dans tous ses calculs et traitements. Par ailleurs, ce calculateur de machine CM (ou le calculateur dédié du dispositif de surveillance DS) peut aussi comprendre une interface d’entrée IE pour la réception d’au moins les mesures de température mt1 et mt2 successives, pour les utiliser dans des calculs ou traitements, éventuellement après les avoir mises en forme et/ou démodulées et/ou amplifiées, de façon connue en soi, au moyen d’un processeur de signal numérique PR2. De plus, ce calculateur de machine CM (ou le calculateur dédié du dispositif de surveillance DS) peut aussi comprendre une interface de sortie IS, notamment pour délivrer des ordres de déclenchement du premier ou second fonctionnement, des ordres d’arrêt du fonctionnement de l’onduleur OM, des ordres de remise en fonctionnement de l’onduleur OM, des messages d’alerte de l’usager, et des messages contenant un code défaut.
On notera également que l’invention propose aussi un produit programme d’ordinateur (ou programme informatique) comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement de type circuits électroniques (ou hardware), comme par exemple le processeur PR1, est propre à mettre en œuvre le procédé de surveillance décrit ci-avant pour surveiller le fonctionnement du circuit de régulation thermique CRT qui est associé à l’onduleur OM fournissant un courant alternatif à la machine motrice électrique MME du véhicule V.
Claims (10)
- Procédé de surveillance pour un véhicule (V) comprenant une machine motrice électrique (MME) comportant un onduleur (OM) propre à fournir à cette dernière (MME) un courant alternatif pour qu’elle fournisse un couple, faisant l’objet périodiquement d’au moins une première mesure de température, et couplé à un circuit de régulation thermique (CRT) contenant un fluide caloporteur faisant l’objet périodiquement d’une seconde mesure de température, caractérisé en ce qu’il comprend une étape (10-60) dans laquelle, lorsqu’un premier fonctionnement dudit circuit de régulation thermique (CRT) a été déclenché pour refroidir ledit onduleur (OM), que ladite première mesure de température est supérieure à un premier seuil choisi et qu’une valeur d’écart, représentative d’un écart entre lesdites première et seconde mesures de température, est supérieure à un deuxième seuil choisi, on déclenche un second fonctionnement dudit circuit de régulation thermique (CRT) propre à augmenter une capacité de refroidissement qu’offre ce dernier (CRT) dans ledit premier fonctionnement.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) on déclenche ledit second fonctionnement lorsque ladite première mesure de température est supérieure audit premier seuil et que des valeurs d’écart successives sont supérieures audit deuxième seuil pendant une durée supérieure à un troisième seuil choisi.
- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) ledit premier seuil est compris entre 40°C et 60°C.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) ledit deuxième seuil est compris entre 15°C et 25°C.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60), lorsque ledit circuit de régulation thermique (CRT) comprend une pompe (PF) ayant un régime variant entre un régime nul et un régime maximal, un échangeur de chaleur (EC) alimenté en air par un groupe moto-ventilateur (GM) ayant un régime variant entre un régime nul et un régime maximal et alimenté en air par au moins un volet d’alimentation (VA) ayant une position variant entre une position totalement fermée et une position totalement ouverte, ledit second fonctionnement consiste à faire fonctionner ladite pompe (PF) audit régime maximal, et à faire fonctionner ledit groupe moto-ventilateur (GM) audit régime maximal et/ou à placer ledit volet d’alimentation (VA) dans ladite position totalement ouverte.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60), en cas de déclenchement dudit second fonctionnement, on effectue aussi dans ledit véhicule (V) au moins une action complémentaire consistant à enregistrer au moins un code défaut représentatif d’un problème de refroidissement dudit onduleur (OM).
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60), lorsque ladite première mesure de température est supérieure à un quatrième seuil choisi, supérieur audit premier seuil, pendant une durée supérieure à un cinquième seuil choisi durant ledit second fonctionnement, on interdit le fonctionnement dudit onduleur (OM).
- Produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre le procédé de surveillance selon l’une des revendications 1 à 7 pour surveiller dans un véhicule (V) le fonctionnement d’un circuit de régulation thermique (CRT) associé à un onduleur (OM) propre à fournir un courant alternatif à une machine motrice électrique (MME) pour qu’elle fournisse un couple.
- Dispositif de surveillance (DS) pour un véhicule (V) comprenant une machine motrice électrique (MME) comportant un onduleur (OM) propre à fournir à cette dernière (MME) un courant alternatif pour qu’elle fournisse un couple, faisant l’objet périodiquement d’au moins une première mesure de température, et couplé à un circuit de régulation thermique (CRT) contenant un fluide caloporteur faisant l’objet périodiquement d’une seconde mesure de température, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un processeur (PR1) et au moins une mémoire (MD) agencés pour effectuer les opérations consistant, lorsqu’un premier fonctionnement dudit circuit de régulation thermique (CRT) a été déclenché pour refroidir ledit onduleur (OM), que ladite première mesure de température est supérieure à un premier seuil choisi et qu’une valeur d’écart, représentative d’un écart entre lesdites première et seconde mesures de température, est supérieure à un deuxième seuil choisi, à déclencher un second fonctionnement dudit circuit de régulation thermique (CRT) propre à augmenter une capacité de refroidissement qu’offre ce dernier (CRT) dans ledit premier fonctionnement.
- Véhicule (V) comprenant une machine motrice électrique (MME) comportant un onduleur (OM) propre à fournir à cette dernière (MME) un courant alternatif pour qu’elle fournisse un couple, faisant l’objet périodiquement d’au moins une première mesure de température, et couplé à un circuit de régulation thermique (CRT) contenant un fluide caloporteur faisant l’objet périodiquement d’une seconde mesure de température, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de surveillance (DS) selon la revendication 9.
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Effective date: 20231222 |
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