FR3137040A1 - Surveillance de la tension aux bornes 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 des bornes d’entrée propres à être couplées à une source d’énergie électrique au moins pour fournir un couple. Ce procédé comprend une étape (10-80) dans laquelle, après un couplage effectif de ces bornes d’entrée à cette source d’énergie électrique, lorsque la mesure de tension effectuée sur les bornes d’entrée n’est pas devenue supérieure à un premier seuil choisi avant écoulement d’une première durée choisie, on interdit temporairement un fonctionnement de la machine motrice électrique. Figure 3
Description
L’invention concerne les véhicules comprenant une machine motrice électrique pouvant être couplée/découplée à une (d’une) source d’énergie électrique embarquée, et plus précisément la surveillance de la tension sur les bornes d’entrée d’une telle machine motrice électrique.
Certains véhicules, éventuellement de type automobile, comprennent un groupe motopropulseur (ou GMP) comportant une machine motrice électrique alimentée en énergie électrique sur des bornes d’entrée par une source d’énergie électrique embarquée, comme par exemple une batterie principale (ou de traction) ou une pile à combustible, afin d’au moins fournir du couple.
Dans les véhicules précités, la machine motrice électrique est généralement un moteur électrique comprenant un rotor et un stator. Lorsqu’une telle machine motrice électrique est en fonctionnement, par exemple pour fournir un couple (positif) pour des roues d’un train de son véhicule, son stator consomme de l’énergie électrique fournie par la source d’énergie électrique, via un dispositif d’isolement, pour créer au moins un champ magnétique destiné à faire tourner le rotor. On notera que c’est le dispositif d’isolement qui est chargé de coupler/découpler la machine motrice électrique à (de) la source d’énergie électrique en fonction de commandes reçues.
A titre d’exemple, lorsque la machine motrice électrique est de type dit « synchrone à aimant permanent », elle comprend un rotor à aimant permanent et un stator comportant N bobines (avec N ≥ 3) placées autour du rotor et alimentées, de façon contrôlée par un calculateur de machine associé à la machine motrice électrique, 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.
Afin que le couple qui est effectivement fourni par la machine motrice électrique soit le plus proche possible de la consigne de couple, le couple effectivement fourni fait l’objet d’une estimation au moyen d’une technique basée sur l’utilisation d’au moins un détecteur (associé au stator ou au rotor) et prenant en compte, notamment, une tension qui est censée être celle sur les bornes d’entrée de la machine motrice électrique. Lorsque l’écart entre la consigne de couple et l’estimation du couple effectivement fourni devient supérieur à un écart de couple choisi, une alerte est générée et le calculateur de supervision du GMP ordonne un fonctionnement de la machine motrice électrique dans un mode dégradé.
Un inconvénient de ce mode de fonctionnement réside dans le fait que la tension qui est prise en compte dans l’estimation du couple effectivement fourni est une mesure de tension qui est effectuée sur les bornes de sortie de la source d’énergie électrique en amont du dispositif d’isolement. Par conséquent, il peut arriver que l’estimation du couple fourni ne soit pas très précise, voire soit totalement fausse, par exemple du fait d’un problème au niveau du dispositif d’isolement.
Il est donc important que le contrôle du fonctionnement de la machine motrice électrique ne dépende pas de la tension mesurée par un détecteur qu’elle ne comprend pas ou qui ne lui est pas associé directement, et donc qui n’est pas de sa responsabilité.
L’invention a 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 des bornes d’entrée propres à être couplées à une source d’énergie électrique au moins pour fournir un couple.
Ce procédé de surveillance se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle, après un couplage effectif des bornes d’entrée à la source d’énergie électrique, lorsque la mesure de tension effectuée sur les bornes d’entrée n’est pas devenue supérieure à un premier seuil choisi avant écoulement d’une première durée choisie, on interdit temporairement un fonctionnement de la machine motrice électrique.
Ainsi, après couplage, si la mesure de tension ne converge pas avant l’écoulement de la première durée vers une valeur strictement supérieure au premier seuil, on est immédiatement informé du fait qu’il y a un problème au niveau du détecteur de tension (qui fournit les mesures de tension) ou entre la sortie de la source d’énergie électrique et la machine motrice électrique, et donc par sécurité on interdit temporairement le 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, en cas d’interdiction temporaire du fonctionnement de la machine motrice électrique, on effectue aussi dans le véhicule au moins une action complémentaire choisie parmi une génération d’une alerte d’un usager du véhicule de cette interdiction et d’un besoin d’arrêter le véhicule et un enregistrement d’au moins un code défaut représentatif d’un problème d’alimentation électrique de la machine motrice électrique ;
- dans son étape, lorsque la source d’énergie électrique est de type 450 volts, le premier seuil peut être compris entre 200 V et 250 V ;
- dans son étape, la première durée peut être comprise entre 50 ms et 500 ms ;
- dans son étape on peut ré-autoriser le fonctionnement de la machine motrice électrique après un réveil du véhicule postérieur à un endormissement en présence d’une interdiction de fonctionnement de la machine motrice électrique ;
- dans son étape, après un découplage effectif des bornes d’entrée de la source d’énergie électrique, lorsque des mesures de tension effectuées successivement sur les bornes d’entrée ne sont pas inférieures à un second seuil choisi avant écoulement d’une seconde durée choisie, on peut interdire temporairement un fonctionnement de la machine motrice électrique ;
- en présence de la dernière option, dans son étape, en cas d’interdiction temporaire du fonctionnement de la machine motrice électrique, on effectue aussi dans le véhicule au moins une autre action complémentaire choisie parmi une génération d’une alerte d’un usager du véhicule de cette interdiction et d’un besoin d’arrêter le véhicule et un enregistrement d’au moins un autre code défaut représentatif d’un problème d’alimentation électrique de la machine motrice électrique ;
- également en présence de la dernière option, dans son étape, lorsque la source d’énergie électrique est de type 450 volts, le second seuil peut être compris entre 30 V et 70 V ;
- également en présence de la dernière option, dans son étape, la seconde durée peut être comprise entre 10 s et 20 s ;
- également en présence de la dernière option, dans son étape, on peut ré-autoriser le fonctionnement de la machine motrice électrique après un réveil du véhicule postérieur à un endormissement en présence d’une interdiction de 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, une mesure de tension effectuée sur des bornes d’entrée d’une machine motrice électrique, propres à être couplées à une source d’énergie électrique.
L’invention propose également un dispositif de surveillance destiné à équiper un véhicule comprenant une machine motrice électrique comportant des bornes d’entrée propres à être couplées à une source d’énergie électrique au moins pour fournir un couple.
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, après un couplage effectif des bornes d’entrée à la source d’énergie électrique, lorsque la mesure de tension effectuée sur les bornes d’entrée n’est pas devenue supérieure à un premier seuil choisi avant écoulement d’une première durée choisie, à interdire temporairement un fonctionnement de la machine motrice électrique.
L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant :
- une machine motrice électrique comportant des bornes d’entrée propres à être couplées à une source d’énergie électrique au moins pour fournir un couple,
- un détecteur de tension propre à effectuer des mesures de tension sur ces bornes d’entrée, et
- 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 de la mesure de tension mt qui est effectuée par un détecteur de tension DT sur les bornes d’entrée de la 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 une source d’énergie électrique, comme par exemple une batterie principale (ou de traction) ou une pile à combustible. 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 source d’énergie électrique se présentant sous la forme d’une batterie principale (ou de traction) qui est rechargeable au moins 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 rotor et un stator.
On a schématiquement représenté sur la un véhicule V comprenant une chaîne de transmission à GMP électrique (et donc à machine motrice électrique MME associée à un calculateur de machine CM), un réseau de bord RB, une batterie de servitude BS, une source d’énergie électrique SE (ici une batterie principale (ou de traction)), 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 source d’énergie électrique SE (ici une batterie principale (ou de traction)), 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 agencée de manière à fournir un couple pour déplacer le véhicule V lorsqu’elle est alimentée en énergie électrique (ici) par la batterie principale SE, 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 SE, afin d’être alimentée en énergie électrique, ainsi qu’éventuellement d’alimenter cette batterie principale SE en énergie électrique, notamment lors d’un freinage récupératif. Le fonctionnement de la machine motrice électrique MME est contrôlé par le calculateur de machine CM associé, notamment en fonction d’une mesure de tension mt qui est effectuée par un détecteur de tension DT sur les bornes d’entrée de la machine motrice électrique MME.
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la le détecteur de tension DT fait partie de la machine motrice électrique MME. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, il (DT) pourrait être externe à la machine motrice électrique MME tout en étant couplé à ses bornes d’entrée.
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, 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. On comprendra que cet entraînement en rotation du rotor RM permet de produire du couple 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.
Par exemple, chaque bobine Bn du stator SM peut être associée à un premier détecteur Dn chargé de détecter le courant qui circule entre ses bornes. Egalement par exemple, chaque premier détecteur Dn peut délivrer périodiquement, pour le calculateur de machine CM, une tension udn qui est représentative du courant circulant dans la bobine Bn associée. Dans ce cas, pour fonctionner chaque premier détecteur Dn est alimenté par un courant électrique prédéfini sous une tension prédéfinie sous le contrôle du calculateur de machine CM. Par exemple, chaque premier détecteur Dn peut se comporter comme une résistance dont la valeur de résistance varie en fonction du courant circulant dans la bobine Bn associée, et donc fait varier la tension prédéfinie.
Egalement par exemple, le rotor RM peut être associé à un second détecteur DV qui est chargé de mesurer sa vitesse (ou régime) de rotation de façon périodique, par exemple toutes les millisecondes (ou ms), et donc de fournir périodiquement une mesure de vitesse de rotation vrm, par exemple à destination (au moins) du calculateur de machine CM.
Egalement par exemple, ce second détecteur DV peut comprendre une roue dentée qui est solidarisée fixement autour de l’axe de sortie du rotor RM (qui fournit le couple à l’arbre moteur AM) et un capteur qui compte le nombre de dents passant devant lui, et déduit de ce nombre, périodiquement, une vitesse de rotation mesurée vrm.
On notera que le couple cs qui est fourni par la machine motrice électrique MME sur sa sortie peut, par exemple, être estimé par une technique utilisant au moins une partie des mesures (tensions udn et vitesse de rotation vrm) délivrées par les premiers Dn et second DV détecteurs et des mesures de tension mt effectuées par le détecteur de tension DT sur les bornes d’entrée de la machine motrice électrique MME.
A titre d’exemple illustratif, cette technique peut permettre d’estimer le couple fourni cs en fonction au moins de la mesure de tension mt sur les bornes d’entrée de la machine motrice électrique MME, d’un courant ism délivré en sortie de la machine motrice électrique MME, de la vitesse de rotation vrm du rotor RM de la machine motrice électrique MME, et du courant prélevé par la machine motrice électrique MME (ici dans la batterie principale SE).
En effet, comme le sait l’homme de l’art, l’estimation du couple fourni cs est donnée par l’équation cs = (mt * ism * µ) / vrm. µ est un coefficient de rendement de la machine motrice électrique MME qui est déterminé grâce à la vitesse de rotation vrm du rotor RM de la machine motrice électrique MME, du courant prélevé par la machine motrice électrique MME (ici dans la batterie principale SE) et de la mesure de tension mt (ainsi qu’éventuellement de la température interne du stator SM).
L’équation précédente découle du fait que la puissance électrique pelec reçue par la machine motrice électrique MME sur ses bornes d’entrée est égale au produit (mt * ism), et que la machine motrice électrique MME fournit en sortie une puissance mécanique pmeca qui est égale au produit (cs * vrm) mais aussi au produit (pelec * µ), et que par conséquent on a l’équation (cs * vrm) = (mt * ism * µ).
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 SE 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 SE.
La batterie principale (ou de traction) SE 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 SE 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 SE est associée à un boîtier de batterie BB qui comprend notamment un calculateur de batterie CB et un dispositif d’isolement DI. Cette batterie principale SE et son boîtier de batterie BB constituent un pack batterie.
Le dispositif d’isolement DI est agencé de manière à isoler en cas de besoin la batterie principale SE du convertisseur CV et/ou de la machine motrice électrique MME et/ou d’un connecteur de recharge CN permettant de recharger la batterie principale SE lorsqu’un câble d’alimentation (couplé à une source d’alimentation externe) est connecté à lui. Par exemple, ce dispositif d’isolement DI peut comprendre des contacteurs (ou interrupteurs), éventuellement à base de MOSFET(s) et pouvant prendre chacun un état ouvert (ou non passant) et un état fermé (ou passant). Il est donc intercalé entre la batterie principale SE et la partie du réseau d’alimentation qui est connectée au convertisseur CV, entre la batterie principale SE et la partie du réseau d’alimentation qui est connectée à la machine motrice électrique MME, et entre le connecteur de recharge CN et la partie du réseau d’alimentation qui est connectée à la batterie principale SE (lorsqu’une recharge en mode 4 est possible). C’est donc ce dispositif d’isolement DI qui est chargé de coupler/découpler la machine motrice électrique MME à (de) la batterie principale (ou source d’énergie électrique) SE en fonction de commandes reçues. C’est de préférence le calculateur de supervision CS qui décide de l’ouverture ou de la fermeture de contacteurs (ou interrupteurs) choisis du dispositif d’isolement DI, et donc du découplage ou du couplage de la machine motrice électrique MME à (de) la batterie principale SE.
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 de la mesure de tension mt effectuée par le détecteur de tension DT sur les bornes d’entrée de la machine motrice électrique MME.
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 10-80 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 après un couplage effectif des bornes d’entrée de la machine motrice électrique MME (ici) à la batterie principale SE (et ici via le dispositif d’isolement DI). Par exemple, c’est le calculateur de supervision CS qui peut informer le calculateur de machine CM de ce couplage effectif après que le calculateur de batterie CB lui ait confirmé que le dispositif d’isolement DI a été correctement configuré à cet effet.
L’étape 10-80 du procédé comprend une sous-étape 30 dans laquelle, lorsque la mesure de tension mt effectuée sur les bornes d’entrée de la machine motrice électrique MME n’est pas devenue supérieure à un premier seuil s1 choisi avant l’écoulement d’une première durée d1 choisie, on (le dispositif de surveillance DS) interdit temporairement le fonctionnement de la machine motrice électrique MME.
On considère en effet que, si les bornes d’entrée de la machine motrice électrique MME ont été effectivement couplées à la batterie principale SE (ici via le dispositif d’isolement DI), alors la mesure de tension mt doit « converger » très rapidement (et plus précisément avant l’écoulement de la première durée d1) vers une valeur qui est strictement supérieure au premier seuil s1 (lequel est choisi en fonction de la tension type de la batterie principale SE). Par conséquent, si tel n’est pas le cas, c’est qu’il y a un problème, soit au niveau du détecteur de tension DT, soit au niveau du dispositif d’isolement DI, soit encore au niveau de la partie du réseau d’alimentation assurant la liaison entre le dispositif d’isolement DI et la machine motrice électrique MME. Il faut alors agir en conséquence en interdisant temporairement le fonctionnement de la machine motrice électrique MME pour éviter de faire courir un risque au véhicule V et à ses passagers et/ou aux personnes et objets situés à proximité du véhicule V. En outre, en cas de défaillance du détecteur de tension DT on peut le remplacer et non plus remplacer l’intégralité de la machine motrice électrique MME, ce qui est économique pour le constructeur du véhicule V lorsque ce dernier (V) est sous garantie, ou pour le propriétaire du véhicule V lorsque la garantie n’est plus valable.
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la , l’étape 10-80 peut comprendre une sous-étape 10 dans laquelle on (le dispositif de surveillance DS) compare au premier seuil s1 chaque mesure de tension mt fournie à partir de l’instant t0 où on est informé du couplage SE/MME, et cela pendant la première durée d1. Dans ce cas, comme indiqué plus haut, si la mesure de tension mt devient supérieure au premier seuil s1 avant l’expiration de la première durée d1, c’est qu’il n’y a pas de problème et donc, dans une sous-étape 20 de l’étape 10-80, on autorise le fonctionnement de la machine motrice électrique MME. En revanche, si la mesure de tension mt demeure inférieure au premier seuil s1 jusqu’à l’expiration de la première durée d1, c’est qu’il y a un problème et donc on effectue la sous-étape 30 pour interdire le fonctionnement de la machine motrice électrique MME.
Afin de déterminer quand expire la première durée d1, on (le dispositif de surveillance DS) peut déclencher dans la sous-étape 10 une première temporisation égale à la première durée d1, consécutivement à la réception de l’information signalant le couplage effectif SE/MME.
Par exemple, dans l’étape 10-80, lorsque la batterie principale SE est de type 450 volts, le premier seuil s1 peut être compris entre 200 V et 250 V. A titre d’exemple illustratif, le premier seuil s1 peut être égal à 220 V. Mais d’autres valeurs de premier seuil s1 peuvent être utilisées (notamment lorsque la tension de la batterie principale SE est différente de 450 V).
Egalement par exemple, dans l’étape 10-80 la première durée d1 peut être comprise entre 50 ms et 500 ms. A titre d’exemple illustratif, la première durée d1 peut être égale à environ 200 ms. Mais d’autres valeurs de première durée d1 peuvent être utilisées (notamment lorsque la tension de la batterie principale SE est différente de 450 V).
On notera également que dans la sous-étape 30 de l’étape 10-80, lorsque l’on décide d’interdire le fonctionnement de la machine motrice électrique MME, on peut aussi effectuer (le dispositif de surveillance DS peut déclencher la réalisation), dans le véhicule V, au (d’au) moins une action complémentaire choisie parmi :
- la génération d’une alerte de l’usager (ou conducteur) du véhicule V de cette interdiction et d’un besoin d’arrêter le véhicule V, et
- l’enregistrement d’au moins un code défaut représentatif d’un problème d’alimentation électrique de la machine motrice électrique MME en présence d’un couplage.
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 du 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 prévenir le conducteur du fait que le fonctionnement de la machine motrice électrique MME a été interrompu, afin qu’il ne soit pas surpris par un éventuel roulage en roue libre (lorsque le GMP est tout électrique) et donc qu’il gare rapidement son véhicule V de façon sécurisée, puis qu’il alerte un service après-vente pour être dépanné.
L’enregistrement d’au moins un code défaut représentatif d’un problème d’alimentation électrique de la machine motrice électrique MME en présence d’un couplage (et donc d’une interdiction temporaire de fonctionnement de la machine motrice électrique MME) est destiné à faciliter la recherche de l’origine de cette interdiction 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 cette interdiction.
On notera également que l’étape 10-80 peut aussi comprendre une sous-étape 40 dans laquelle on considère qu’il n’y a plus de problème d’alimentation électrique de la machine motrice électrique MME après un réveil du véhicule V postérieur à son endormissement en présence d’une interdiction de fonctionnement de la machine motrice électrique MME suite à un couplage. Dans ce cas, on ré-autorise le fonctionnement de la machine motrice électrique MME, ce qui revient à ré-autoriser le conducteur (usager) du véhicule V à utiliser normalement ce dernier (V). 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 d’alimentation électrique de la machine motrice électrique MME pendant un couplage est de nouveau détecté, une nouvelle interdiction de fonctionnement de la machine motrice électrique MME est imposée.
Egalement comme illustré non limitativement sur la , l’étape 10-80 peut comprendre une sous-étape 70 consécutive à un découplage effectif des bornes d’entrée de la machine motrice électrique MME de la batterie principale SE (ici via le dispositif d’isolement DI). Par exemple, c’est le calculateur de supervision CS qui peut informer le calculateur de machine CM de ce découplage effectif après que le calculateur de batterie CB lui ait confirmé que le dispositif d’isolement DI a été correctement configuré à cet effet.
Dans ce cas, dans la sous-étape 70, lorsque des mesures de tension mt effectuées successivement sur les bornes d’entrée de la machine motrice électrique MME ne sont pas inférieures à un second seuil s2 choisi avant l’écoulement d’une seconde durée d2 choisie, on (le dispositif de surveillance DS) interdit temporairement le fonctionnement de la machine motrice électrique MME.
On considère en effet que, si les bornes d’entrée de la machine motrice électrique MME ont été effectivement découplées de la batterie principale SE (ici via le dispositif d’isolement DI), alors la mesure de tension mt doit « converger » très rapidement (et plus précisément avant l’écoulement de la seconde durée d2) vers une valeur qui est strictement inférieure au second seuil s2 (lequel est choisi en fonction de la tension type de la batterie principale SE). Par conséquent, si tel n’est pas le cas, c’est qu’il y a un problème, soit au niveau du détecteur de tension DT, soit au niveau du dispositif d’isolement DI, soit encore au niveau de la partie du réseau d’alimentation assurant la liaison entre le dispositif d’isolement DI et la machine motrice électrique MME. Il faut alors agir en conséquence en interdisant temporairement le fonctionnement de la machine motrice électrique MME pour éviter de faire courir un risque au véhicule V et à ses passagers et/ou aux personnes et objets situés à proximité du véhicule V.
Il est important de noter qu’un problème peut survenir lors d’un découplage, alors même qu’il n’y a pas eu de problème lors du couplage ayant précédé ce découplage.
Par exemple, et comme illustré non limitativement sur la , l’étape 10-80 peut comprendre une sous-étape 50 dans laquelle on (le dispositif de surveillance DS) compare au second seuil s2 chaque mesure de tension mt fournie à partir de l’instant t1 où on est informé du découplage SE/MME, et cela pendant la seconde durée d2. Dans ce cas, comme indiqué plus haut, si la mesure de tension mt devient inférieure au second seuil s2 avant l’expiration de la seconde durée d2, c’est qu’il n’y a pas de problème et donc, dans une sous-étape 60 de l’étape 10-80, on autorise le fonctionnement de la machine motrice électrique MME. En revanche, si la mesure de tension mt demeure supérieure au second seuil s2 jusqu’à l’expiration de la seconde durée d2, c’est qu’il y a un problème et donc on effectue la sous-étape 70 pour interdire le fonctionnement de la machine motrice électrique MME.
Afin de déterminer quand expire la seconde durée d2, on (le dispositif de surveillance DS) peut déclencher dans la sous-étape 50 une seconde temporisation égale à la seconde durée d2, consécutivement à la réception de l’information signalant le découplage effectif SE/MME.
Par exemple, dans l’étape 10-80, lorsque la batterie principale SE est de type 450 volts, le second seuil s2 peut être compris entre 30 V et 70 V. A titre d’exemple illustratif, le second seuil s2 peut être égal à 50 V. Mais d’autres valeurs de second seuil s2 peuvent être utilisées (notamment lorsque la tension de la batterie principale SE est différente de 450 V).
Egalement par exemple, dans l’étape 10-80 la seconde durée d2 peut être comprise entre 10 s et 20 s. A titre d’exemple illustratif, la seconde durée d2 peut être égale à environ 15 s. Mais d’autres valeurs de seconde durée d2 peuvent être utilisées (notamment lorsque la tension de la batterie principale SE est différente de 450 V).
On notera également que dans la sous-étape 70 de l’étape 10-80, lorsque l’on décide d’interdire le fonctionnement de la machine motrice électrique MME, 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 de l’usager (ou conducteur) du véhicule V de cette interdiction et d’un besoin d’arrêter le véhicule V, et
- l’enregistrement d’au moins un autre code défaut représentatif d’un problème d’alimentation électrique de la machine motrice électrique MME en présence d’un découplage.
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 du téléphone intelligent 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 prévenir le conducteur du fait que le fonctionnement de la machine motrice électrique MME a été interrompu, afin qu’il ne soit pas surpris par un éventuel roulage en roue libre (lorsque le GMP est tout électrique) et donc qu’il gare rapidement son véhicule V de façon sécurisée, puis qu’il alerte un service après-vente pour être dépanné.
L’enregistrement d’au moins un autre code défaut représentatif d’un problème d’alimentation électrique de la machine motrice électrique MME en présence d’un découplage (et donc d’une interdiction temporaire de fonctionnement de la machine motrice électrique MME) est destiné à faciliter la recherche de l’origine de cette interdiction 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 cette interdiction.
On notera également que l’étape 10-80 peut aussi comprendre une sous-étape 80 dans laquelle on considère qu’il n’y a plus de problème d’alimentation électrique de la machine motrice électrique MME après un réveil du véhicule V postérieur à son endormissement en présence d’une interdiction de fonctionnement de la machine motrice électrique MME suite à un découplage. Dans ce cas, on ré-autorise le fonctionnement de la machine motrice électrique MME, ce qui revient à ré-autoriser le conducteur (usager) du véhicule V à utiliser normalement ce dernier (V). 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 d’alimentation électrique de la machine motrice électrique MME pendant un découplage est de nouveau détecté, une nouvelle interdiction de fonctionnement de la machine motrice électrique MME est imposée.
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 tension mt successives, 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 tension mt et l’information de couplage ou découplage, 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 génération d’une alarme, des ordres d’arrêt de génération d’une alarme, des ordres d’interdiction de fonctionnement de la machine motrice électrique MME, des ordres d’autorisation de fonctionnement de la machine motrice électrique MME, 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 la mesure de tension mt effectuée sur les bornes d’entrée de la machine motrice électrique MME du véhicule V.
Claims (10)
- Procédé de surveillance pour un véhicule (V) comprenant une machine motrice électrique (MME) comportant des bornes d’entrée propres à être couplées à une source d’énergie électrique (SE) au moins pour fournir un couple, caractérisé en ce qu’il comprend une étape (10-80) dans laquelle, après un couplage effectif desdites bornes d’entrée à ladite source d’énergie électrique (SE), lorsque ladite mesure de tension effectuée sur lesdites bornes d’entrée n’est pas devenue supérieure à un premier seuil choisi avant écoulement d’une première durée choisie, on interdit temporairement un fonctionnement de ladite machine motrice électrique (MME).
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-80), en cas d’interdiction temporaire du fonctionnement de ladite machine motrice électrique (MME), on effectue aussi dans ledit véhicule (V) au moins une action complémentaire choisie parmi une génération d’une alerte d’un usager du véhicule de ladite interdiction et d’un besoin d’arrêter ledit véhicule (V) et un enregistrement d’au moins un code défaut représentatif d’un problème d’alimentation électrique de ladite machine motrice électrique (MME).
- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-80), lorsque ladite source d’énergie électrique (SE) est de type 450 volts, ledit premier seuil est compris entre 200 V et 250 V.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-80) on ré-autorise le fonctionnement de ladite machine motrice électrique (MME) après un réveil dudit véhicule (V) postérieur à un endormissement en présence d’une interdiction de fonctionnement de ladite machine motrice électrique (MME).
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-80), après un découplage effectif desdites bornes d’entrée de ladite source d’énergie électrique (SE), lorsque des mesures de tension effectuées successivement sur lesdites bornes d’entrée ne sont pas inférieures à un second seuil choisi avant écoulement d’une seconde durée choisie, on interdit temporairement un fonctionnement de ladite machine motrice électrique (MME).
- Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-80), lorsque ladite source d’énergie électrique (SE) est de type 450 volts, ledit second seuil est compris entre 30 V et 70 V.
- Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-80) on ré-autorise le fonctionnement de ladite machine motrice électrique (MME) après un réveil dudit véhicule (V) postérieur à un endormissement en présence d’une interdiction de fonctionnement de ladite machine motrice électrique (MME).
- 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), une mesure de tension effectuée sur des bornes d’entrée d’une machine motrice électrique (MME), propres à être couplées à une source d’énergie électrique (SE).
- Dispositif de surveillance (DS) pour un véhicule (V) comprenant une machine motrice électrique (MME) comportant des bornes d’entrée propres à être couplées à une source d’énergie électrique (SE) au moins pour fournir un couple, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un processeur (PR1) et au moins une mémoire (MD) agencés pour effectuer les opérations consistant, après un couplage effectif desdites bornes d’entrée à ladite source d’énergie électrique (SE), lorsque ladite mesure de tension effectuée sur lesdites bornes d’entrée n’est pas devenue supérieure à un premier seuil choisi avant écoulement d’une première durée choisie, à interdire temporairement un fonctionnement de ladite machine motrice électrique (MME).
- Véhicule (V) comprenant une machine motrice électrique (MME) comportant des bornes d’entrée propres à être couplées à une source d’énergie électrique (SE) au moins pour fournir un couple, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de surveillance (DS) selon la revendication 9, et un détecteur de tension (DT) propre à effectuer des mesures de tension sur lesdites bornes d’entrée.
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|---|---|---|---|
| FR2206227A FR3137040A1 (fr) | 2022-06-23 | 2022-06-23 | Surveillance de la tension aux bornes d’une machine motrice électrique d’un véhicule |
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| FR2206227A FR3137040A1 (fr) | 2022-06-23 | 2022-06-23 | Surveillance de la tension aux bornes d’une machine motrice électrique d’un véhicule |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3137040A1 true FR3137040A1 (fr) | 2023-12-29 |
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Family Applications (1)
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| FR2206227A Pending FR3137040A1 (fr) | 2022-06-23 | 2022-06-23 | Surveillance de la tension aux bornes d’une machine motrice électrique d’un véhicule |
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| FR (1) | FR3137040A1 (fr) |
Citations (4)
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| US6422331B1 (en) * | 1999-08-30 | 2002-07-23 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Hybrid vehicle |
| US20130314012A1 (en) * | 2012-05-22 | 2013-11-28 | Lsis Co., Ltd. | Apparatus for diagnosing relay contact of electric vehicle and method thereof |
| CN108089132A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-05-29 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种电机快放电故障确定方法及装置 |
-
2022
- 2022-06-23 FR FR2206227A patent/FR3137040A1/fr active Pending
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