FR3137351A1 - MONITORING THE VOLTAGE DELIVERED BY A SPEED DETECTOR OF A ROTOR OF AN ELECTRIC MOTOR MACHINE OF A VEHICLE - 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 stator propre à entraîner un rotor en rotation à une vitesse représentée par une tension de sortie délivrée par un détecteur de vitesse. Ce procédé comprend une étape (10-30) dans laquelle, lorsque cette tension de sortie délivrée est inférieure à un premier seuil choisi, on interdit temporairement un fonctionnement de la machine motrice électrique. Figure 3A monitoring method is implemented in a vehicle comprising an electric driving machine comprising a stator capable of driving a rotor in rotation at a speed represented by an output voltage delivered by a speed detector. This method comprises a step (10-30) in which, when this delivered output voltage is lower than a first chosen threshold, operation of the electric motor machine is temporarily prohibited. Figure 3
Description
L’invention concerne les véhicules comprenant une machine motrice électrique à stator et rotor, et plus précisément la surveillance de la tension délivrée par un détecteur de vitesse associé à un tel rotor.The invention concerns vehicles comprising an electric driving machine with a stator and rotor, and more specifically the monitoring of the voltage delivered by a speed detector associated with such a rotor.
Certains véhicules, éventuellement de type automobile, comprennent un groupe motopropulseur (ou GMP) comportant une machine motrice électrique alimentée en énergie électrique 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.Certain vehicles, possibly of the automobile type, include a powertrain (or GMP) comprising an electric driving machine supplied with electrical energy by an on-board electrical energy source, such as for example a main (or traction) battery or a fuel cell , in order to at least provide torque.
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 pour créer au moins un champ magnétique destiné à faire tourner le rotor.The electric driving machine is generally an electric motor comprising a rotor and a stator. When such an electric motor machine is in operation, for example to provide (positive) torque for the wheels of a train of its vehicle, its stator consumes electrical energy supplied by the electrical energy source to create at minus a magnetic field intended to rotate the rotor.
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.For example, when the electric motor machine is of the so-called “permanent magnet synchronous” type, it comprises a permanent magnet rotor and a stator comprising N coils (with N ≥ 3) placed around the rotor and powered, so controlled by a machine computer associated with the electric driving machine, in current pulses having directions of circulation chosen so as to make each of them attractive or repulsive or neutral (no current) at a precise instant. These current pulses are determined according to a setpoint defining the torque to be supplied by the electric motor (and therefore its rotor) on its output and which is determined by a vehicle GMP supervision calculator as a function of the percentage of depressing the accelerator pedal.
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 peut faire l’objet d’une estimation au moyen d’une technique basée sur l’utilisation d’au moins un détecteur de vitesse associé au rotor et prenant en compte, notamment, la tension sur les bornes d’entrée de la machine motrice électrique et la vitesse (ou régime) de rotation du rotor déduite d’une tension de sortie délivrée par ce détecteur de vitesse. 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.So that the torque which is actually supplied by the electric motor machine is as close as possible to the torque setpoint, the torque actually supplied can be the subject of an estimation by means of a technique based on the use of at least one speed detector associated with the rotor and taking into account, in particular, the voltage on the input terminals of the electric motor machine and the speed (or speed) of rotation of the rotor deduced from an output voltage delivered by this speed detector. When the difference between the torque setpoint and the estimate of the torque actually supplied becomes greater than a chosen torque difference, an alert is generated and the GMP supervision computer orders operation of the electric drive machine in a degraded mode.
Il apparaît donc particulièrement important pour le contrôle du fonctionnement d’une telle machine motrice électrique de disposer à chaque instant d’une vitesse de rotation du rotor fiable. Par conséquent, le détecteur de vitesse est actuellement associé à un détecteur de courant qui est chargé de surveiller s’il n’est pas en court-circuit à la terre grâce à des mesures du courant alimentant ce détecteur de vitesse. Hélas, ces mesures de courant sont peu fiables et le détecteur de courant s’avère encombrant et onéreux.It therefore appears particularly important for controlling the operation of such an electric motor machine to have a reliable rotor rotation speed at all times. Therefore, the speed detector is currently associated with a current detector which is responsible for monitoring whether it is not short-circuited to ground through measurements of the current supplying this speed detector. Unfortunately, these current measurements are unreliable and the current detector turns out to be bulky and expensive.
L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.The invention therefore aims in particular to improve the 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 stator propre à entraîner un rotor en rotation à une vitesse qui est représentée par une tension de sortie délivrée par un détecteur de vitesse.For this purpose, it proposes in particular a monitoring method intended to be implemented in a vehicle comprising an electric motor machine comprising a stator capable of driving a rotor in rotation at a speed which is represented by an output voltage delivered by a detector of speed.
Ce procédé de surveillance se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle, lorsque la tension de sortie délivrée est inférieure à un premier seuil choisi, on interdit temporairement un fonctionnement de la machine motrice électrique.This monitoring method is characterized by the fact that it comprises a step in which, when the output voltage delivered is lower than a first chosen threshold, operation of the electric motor machine is temporarily prohibited.
Ainsi, on peut désormais se passer totalement du détecteur de courant qui était jusqu’à présent chargé de surveiller si le détecteur de vitesse était en court-circuit à la terre, car on déduit désormais de l’analyse de la tension de sortie délivrée par le détecteur de vitesse si l’on est, ou non, en situation de court-circuit à la terre.Thus, we can now completely do without the current detector which was until now responsible for monitoring whether the speed detector was short-circuited to earth, because we now deduce from the analysis of the output voltage delivered by the speed detector whether or not there is a short circuit to earth.
Le procédé de surveillance selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :The monitoring method according to the invention may include other characteristics which can be taken separately or in combination, and in particular:
- dans son étape, on peut interdire temporairement le fonctionnement de la machine motrice électrique lorsque des tensions de sortie délivrées successivement sont inférieures au premier seuil pendant une durée qui est supérieure à un deuxième seuil choisi ;- in its step, the operation of the electric motor machine can be temporarily prohibited when output voltages delivered successively are lower than the first threshold for a duration which is greater than a second chosen threshold;
- en présence de la première option, dans son étape, le deuxième seuil peut être compris entre 10 ms et 200 ms ;- in the presence of the first option, in its step, the second threshold can be between 10 ms and 200 ms;
- dans son étape, le premier seuil peut être compris entre 0,25 V et 0,45 V ;- in its stage, the first threshold can be between 0.25 V and 0.45 V;
- dans son étape, en cas d’interdiction temporaire du fonctionnement de la machine motrice électrique, on peut aussi effectuer 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 de court-circuit à la terre du détecteur de vitesse ;- in its stage, in the event of a temporary ban on the operation of the electric motor, it is also possible to carry out in the vehicle at least one complementary action chosen from a generation of an alert for a user of the vehicle of this ban and a need to stop the vehicle and a recording of at least one fault code representative of a short circuit to ground problem of the speed detector;
- dans son étape, on peut ré-autoriser le fonctionnement de la machine motrice électrique lorsque la tension de sortie délivrée est supérieure à un troisième seuil choisi après un réveil du véhicule postérieur à un endormissement en présence d’une interdiction de fonctionnement de la machine motrice électrique.- in its step, the operation of the electric motor machine can be re-authorized when the output voltage delivered is greater than a third threshold chosen after waking up the vehicle after falling asleep in the presence of a ban on operation of the machine electric motor.
- en présence de la dernière option, dans son étape, le troisième seuil peut être égal au premier seuil.- in the presence of the last option, in its step, the third threshold can be equal to the first threshold.
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 tension de sortie délivrée par un détecteur de vitesse et représentative d’une vitesse de rotation d’un rotor faisant partie d’une machine motrice électrique comportant aussi un stator propre à entraîner en rotation ce rotor.The invention also proposes a computer program product comprising a set of instructions which, when executed by processing means, is capable of implementing a monitoring method of the type of that presented above to monitor , in a vehicle, an output voltage delivered by a speed detector and representative of a rotational speed of a rotor forming part of an electric motor machine also comprising a stator capable of rotating this rotor.
L’invention propose également un dispositif de surveillance destiné à équiper un véhicule comprenant une machine motrice électrique comportant un stator propre à entraîner un rotor en rotation à une vitesse représentée par une tension de sortie délivrée par un détecteur de vitesse.The invention also proposes a monitoring device intended to equip a vehicle comprising an electric driving machine comprising a stator capable of driving a rotor in rotation at a speed represented by an output voltage delivered by a speed detector.
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, lorsque la tension de sortie délivrée est inférieure à un premier seuil choisi, à interdire temporairement un fonctionnement de la machine motrice électrique.This monitoring device is characterized by the fact that it comprises at least one processor and at least one memory arranged to carry out the operations consisting, when the output voltage delivered is lower than a first chosen threshold, of temporarily prohibiting operation of the electric driving machine.
L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant :The invention also proposes a vehicle, possibly of the automobile type, and comprising:
- une machine motrice électrique comportant un stator propre à entraîner un rotor en rotation à une vitesse représentée par une tension de sortie délivrée par un détecteur de vitesse, et- an electric motor machine comprising a stator capable of driving a rotor in rotation at a speed represented by an output voltage delivered by a speed detector, and
- un dispositif de surveillance du type de celui présenté ci-avant.- a monitoring device of the type presented above.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear on examination of the detailed description below, and the appended drawings, in which:
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 tension de sortie ts qui est délivrée par un détecteur de vitesse DV et représentative de la vitesse de rotation d’un rotor RM faisant partie d’une machine motrice électrique MME équipant un véhicule V, afin de détecter un court-circuit à la terre de ce détecteur de vitesse DV.The invention aims in particular to propose a monitoring method, and an associated DS monitoring device, intended to allow monitoring of the output voltage ts which is delivered by a speed detector DV and representative of the rotation speed d a rotor RM forming part of an electric motive machine MME fitted to a vehicle V, in order to detect a short circuit to earth of this speed detector DV.
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
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).Furthermore, we consider in what follows, by way of non-limiting example, that the vehicle V comprises a powertrain (or GMP) of all-electric type (and therefore whose traction is ensured exclusively by at least one electric driving machine MRS). But the GMP could be of hybrid type (thermal and electric).
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.Furthermore, we consider in what follows, by way of non-limiting example, that the electric driving machine MME is supplied with electrical energy by a source of electrical energy in the form of a main (or traction) battery. ) which is rechargeable at least during charging phases. But the MME electric driving machine could be supplied with electrical energy by a fuel cell.
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.Finally, we consider in what follows, by way of non-limiting example, that the MME electric motor machine is of the so-called “permanent magnet synchronous” type. But other types of electric driving machine can be used, as long as they include a rotor and a stator.
On a schématiquement représenté sur la
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.The RB on-board network is an electrical supply network to which electrical (or electronic) equipment (or components) are coupled which consume electrical energy.
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.The utility battery BS is responsible for supplying electrical energy to the on-board network RB, in addition, here, to that supplied by the CV converter powered by the electrical energy source SE (here a main (or traction) battery )), and sometimes instead, here, of this CV converter. For example, this BS utility battery can be arranged in the form of a very low voltage type battery (typically 12 V, 24 V or 48 V). It is rechargeable at least via the CV (current) converter. We consider in the following, by way of non-limiting example, that the BS utility battery is of the 12 V Lithium-ion type.
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.The transmission chain has a GMP which is, here, purely electric and therefore which includes, in particular, an electric driving machine MME, an AM motor shaft, and an AT transmission shaft. Here we mean “electric driving machine” an electric machine arranged so as to provide torque to move the vehicle V when it is supplied with electrical energy (here) by the main battery SE, as well as possibly to recover torque when regenerative braking phases.
Le fonctionnement du GMP est supervisé par un calculateur de supervision CS.The operation of the GMP is supervised by a CS supervision computer.
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.The electric driving machine MME (here a permanent magnet synchronous electric motor, as an example) is here coupled to the main battery SE, in order to be supplied with electrical energy, as well as possibly to power this main battery SE in electrical energy, particularly during regenerative braking. The operation of the MME electric driving machine is controlled by the associated CM machine computer.
Cette machine motrice électrique MME comprend un stator SM chargé d’entraîner en rotation son rotor RM auquel est associé le détecteur de vitesse DV.This electric motor machine MME comprises a stator SM responsible for rotating its rotor RM with which the speed detector DV is associated.
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.In the example illustrated, the electric motor machine MME comprises a permanent magnet rotor RM and a stator SM comprising N coils Bn (with N ≥ 3) placed around the rotor RM and powered, in a manner controlled by the machine computer CM, in current pulses having directions of circulation chosen so as to make each of them attractive or repulsive or neutral (no current) at a precise moment. It will be understood that this rotational drive of the rotor RM makes it possible to produce torque to move the vehicle V.
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la
Par exemple, chaque bobine Bn du stator SM peut être associée à un détecteur Dn chargé de détecter le courant qui circule entre ses bornes. Egalement par exemple, chaque 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 détecteur Dn est alimenté par un courant électrique prédéfini sous une tension prédéfinie sous le contrôle du calculateur de machine CM. Par exemple, chaque 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.For example, each coil Bn of the stator SM can be associated with a detector Dn responsible for detecting the current which flows between its terminals. Also for example, each detector Dn can periodically deliver, for the machine computer CM, a voltage udn which is representative of the current circulating in the associated coil Bn. In this case, to operate each detector Dn is powered by a predefined electric current under a predefined voltage under the control of the machine computer CM. For example, each detector Dn can behave like a resistor whose resistance value varies according to the current circulating in the associated coil Bn, and therefore varies the predefined voltage.
Le détecteur de vitesse DV est agencé de manière à délivrer une tension de sortie ts qui est représentative de la vitesse (ou régime) de rotation vrm du rotor RM. Par exemple, ce détecteur de vitesse DV peut délivrer une tension de sortie ts de façon périodique. La période peut, par exemple, être égale à 100 µs. Dans ce cas, le calculateur de machine CM déduit toutes les 100 µs la vitesse de rotation vrm de la tension de sortie ts délivrée par le détecteur de vitesse DV.The speed detector DV is arranged so as to deliver an output voltage ts which is representative of the speed (or speed) of rotation vrm of the rotor RM. For example, this speed detector DV can deliver an output voltage ts periodically. The period can, for example, be equal to 100 µs. In this case, the machine computer CM deducts every 100 µs the rotation speed vrm from the output voltage ts delivered by the speed detector DV.
Egalement par exemple, ce détecteur de vitesse 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 tension de sortie ts qui est représentative de la vitesse de rotation vrm.Also for example, this speed detector DV can include a toothed wheel which is fixedly secured around the output axis of the rotor RM (which supplies the torque to the motor shaft AM) and a sensor which counts the number of teeth passing in front of it, and deduces from this number, periodically, an output voltage ts which is representative of the rotation speed 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 détecteurs Dn et le détecteur de vitesse DV et la tension tbe estimée sur les bornes d’entrée de la machine motrice électrique MME.It will be noted that the torque cs which is supplied by the electric motor machine MME on its output can, for example, be estimated by a technique using at least part of the measurements (voltages udn and rotation speed vrm) delivered by the detectors Dn and the speed detector DV and the voltage tbe estimated on the input terminals of the electric motor machine MME.
A titre d’exemple illustratif, cette technique peut permettre d’estimer le couple fourni cs en fonction au moins de la tension estimée tbe, d’un courant ism délivré en sortie de la machine motrice électrique MME, de la vitesse de rotation vrm du rotor RM (représentée par la tension de sortie ts), et du courant prélevé par la machine motrice électrique MME (ici dans la batterie principale SE).As an illustrative example, this technique can make it possible to estimate the torque supplied cs as a function of at least the estimated voltage tbe, a current ism delivered at the output of the electric motor machine MME, the rotation speed vrm of the rotor RM (represented by the output voltage ts), and the current taken by the electric driving machine MME (here in the main battery SE).
En effet, comme le sait l’homme de l’art, l’estimation du couple fourni cs est donnée par l’équation cs = (tbe * 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, du courant prélevé par la machine motrice électrique MME (ici dans la batterie principale SE) et de la tension estimée tbe (ainsi qu’éventuellement de la température interne du stator SM).Indeed, as those skilled in the art know, the estimate of the torque supplied cs is given by the equation cs = (tbe * ism * µ) / vrm. µ is an efficiency coefficient of the electric driving machine MME which is determined using the rotation speed vrm of the rotor RM, the current taken by the electric driving machine MME (here in the main battery SE) and the estimated voltage tbe ( as well as possibly the internal temperature of the SM stator).
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 (tbe * 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) = (tbe * ism * µ).The previous equation follows from the fact that the electric power pelec received by the electric driving machine MME on its input terminals is equal to the product (tbe * ism), and that the electric driving machine MME provides at output a mechanical power pmeca which is equal to the product (cs * vrm) but also to the product (pelec * µ), and that consequently we have the equation (cs * vrm) = (tbe * ism * µ).
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.Furthermore, the electric driving machine MME is coupled to the motor shaft AM, to provide it with torque by rotational drive. This motor shaft AM is here coupled to a reduction gear RD which is also coupled to the transmission shaft AT, itself coupled to a first train T1 (here of wheels), preferably via a differential 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.This first train T1 is here located in the front part PVV of the vehicle V. But in a variant this first train T1 could be the one which is here referenced T2 and which is located in the rear part PRV of the vehicle V.
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).The CV converter is also responsible, here, during the driving phases of the vehicle V, of converting part of the electric current stored in the main battery SE to supply converted electric current to the on-board network RB and the service battery BS (for the reload).
On notera, comme illustré non limitativement sur la
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.The main (or traction) battery SE can, for example, comprise electrical energy storage cells, possibly electrochemical (for example of the lithium-ion (or Li-ion) or Ni-Mh or Ni-Cd type). Also for example, the main battery SE can be of the low voltage type (typically 450 V for illustration purposes). But it could be medium voltage or high voltage.
On notera également que la batterie principale SE est associée à un boîtier de batterie BB qui comprend notamment un calculateur de batterie CB. Cette batterie principale SE et son boîtier de batterie BB constituent un pack batterie.It should also be noted that the main battery SE is associated with a battery box BB which notably includes a battery calculator CB. This SE main battery and its BB battery box constitute a battery pack.
On notera également que dans l’exemple illustré non limitativement sur la
Comme évoqué plus haut, l’invention propose notamment un procédé de surveillance destiné à permettre la surveillance de la tension de sortie ts qui est délivrée par le détecteur de vitesse DV et représentative de la vitesse de rotation du rotor RM, afin de détecter un court-circuit à la terre de ce détecteur de vitesse DV.As mentioned above, the invention proposes in particular a monitoring method intended to allow monitoring of the output voltage ts which is delivered by the speed detector DV and representative of the rotation speed of the rotor RM, in order to detect a short -ground circuit of this DV speed detector.
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.This (monitoring) method can be implemented at least partially by the monitoring device DS (illustrated at least partially in Figures 1 and 2) which comprises for this purpose at least one processor PR1, for example a digital signal (or DSP (“Digital Signal Processor”)), and at least one MD memory. This DS monitoring device can therefore be produced in the form of a combination of electrical or electronic circuits or components (or “hardware”) and software modules (or “software”). For example, it can be a microcontroller.
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.The memory MD is RAM in order to store instructions for the implementation by the processor PR1 of at least part of the monitoring process. The processor PR1 may include integrated (or printed) circuits, or several integrated (or printed) circuits connected by wired or non-wired connections. By integrated (or printed) circuit we mean any type of device capable of performing at least one electrical or electronic operation.
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).In the example illustrated non-limitingly in Figures 1 and 2, the monitoring device DS is part of the machine computer CM (associated with the electric motor machine MME). But this is not obligatory. Indeed, the monitoring device DS could include its own dedicated computer, which is then coupled to the machine computer CM, or could be part of another on-board computer (for example the supervision computer CS or the battery computer CB ).
Comme illustré non limitativement sur la
L’étape 10-30 du procédé comprend une sous-étape 20 dans laquelle, lorsque la tension de sortie ts délivrée est inférieure à un premier seuil s1 choisi, on (le dispositif de surveillance DS) interdit temporairement le fonctionnement de la machine motrice électrique MME.Step 10-30 of the method comprises a sub-step 20 in which, when the output voltage ts delivered is less than a first chosen threshold s1, (the monitoring device DS) temporarily prohibits the operation of the electric motor machine MRS.
On considère en effet que, si le détecteur de vitesse DV fonctionne correctement, alors la tension de sortie ts qu’il délivre doit être supérieure au premier seuil s1. Par conséquent, si tel n’est pas le cas, c’est que le détecteur de vitesse DV ne fonctionne pas correctement et donc qu’il faut agir en conséquence en interdisant temporairement le fonctionnement de la machine motrice électrique MME pour éviter son emballement, lequel pourrait faire courir un risque au véhicule V et à ses passagers et/ou aux personnes et objets situés à proximité du véhicule V.We consider in fact that, if the speed detector DV operates correctly, then the output voltage ts that it delivers must be greater than the first threshold s1. Consequently, if this is not the case, it is because the speed detector DV is not working correctly and therefore it is necessary to act accordingly by temporarily prohibiting the operation of the electric motor machine MME to prevent it from running away, which could pose a risk to vehicle V and its passengers and/or to people and objects located near vehicle V.
Grâce à l’invention, on peut désormais se passer totalement du détecteur de courant qui était jusqu’à présent chargé de surveiller si le détecteur de vitesse DV était en court-circuit à la terre, car on déduit désormais de l’analyse de la tension de sortie ts délivrée par le détecteur de vitesse DV si ce dernier (DV) est, ou non, en situation de court-circuit à la terre. Cela est particulièrement avantageux car cela permet non seulement de réduire l’encombrement et les coûts, mais aussi d’augmenter notablement la fiabilité de la détection d’un court-circuit à la terre du détecteur de vitesse DV.Thanks to the invention, we can now completely do without the current detector which was until now responsible for monitoring whether the speed detector DV was short-circuited to earth, because we now deduce from the analysis of the output voltage ts delivered by the speed detector DV if the latter (DV) is, or not, in a short-circuit situation to earth. This is particularly advantageous because it not only reduces space requirements and costs, but also significantly increases the reliability of the detection of a short circuit to earth of the DV speed detector.
Par exemple, dans l’étape 10-30, lorsque la tension du réseau de bord RB et que le détecteur de vitesse DV délivre en fonctionnement normal une tension proche de 0,5 V quand la vitesse de rotation du rotor RM est nulle, le premier seuil s1 peut être compris entre 0,25 V et 0,45 V. A titre d’exemple illustratif, le premier seuil s1 peut être égal à 0,35 V. Mais d’autres valeurs de premier seuil s1 peuvent être utilisées (en particulier lorsque la tension du réseau de bord RB (qui alimente le détecteur de vitesse DV) est de 24 V ou 48 V).For example, in step 10-30, when the voltage of the on-board network RB and the speed detector DV delivers in normal operation a voltage close to 0.5 V when the rotation speed of the rotor RM is zero, the first threshold s1 can be between 0.25 V and 0.45 V. As an illustrative example, the first threshold s1 can be equal to 0.35 V. But other values of first threshold s1 can be used ( in particular when the voltage of the on-board network RB (which supplies the speed detector DV) is 24 V or 48 V).
Afin de prendre une décision dans la sous-étape 20, comme illustré non limitativement sur la
On notera que dans la sous-étape 20 de l’étape 10-30 on (le dispositif de surveillance DS) peut interdire temporairement le fonctionnement de la machine motrice électrique MME lorsque les tensions de sortie ts délivrées successivement par le détecteur de vitesse DV sont toutes inférieures au premier seuil s1 pendant une durée qui est supérieure à un deuxième seuil s2 choisi. Cette option permet d’éviter de prendre en compte une unique tension de sortie ts erronée ou ponctuellement anormale (par rapport aux autres tensions de sortie ts délivrées juste avant ou juste après) qui provoquerait la réalisation immédiate d’une action principale (à savoir l’interdiction temporaire de fonctionnement de la machine motrice électrique MME).It will be noted that in sub-step 20 of step 10-30 we (the monitoring device DS) can temporarily prohibit the operation of the electric motor machine MME when the output voltages ts delivered successively by the speed detector DV are all lower than the first threshold s1 for a duration which is greater than a second chosen threshold s2. This option makes it possible to avoid taking into account a single erroneous or occasionally abnormal ts output voltage (compared to the other ts output voltages delivered just before or just after) which would cause the immediate performance of a main action (i.e. the temporary ban on the operation of the MME electric driving machine).
Egalement par exemple, dans l’étape 10-30 le deuxième seuil s2 peut être compris entre 10 ms et 200 ms. A titre d’exemple illustratif, le deuxième seuil s2 peut être égal à environ 20 ms. Mais d’autres valeurs de deuxième seuil s2 peuvent être utilisées.Also for example, in step 10-30 the second threshold s2 can be between 10 ms and 200 ms. As an illustrative example, the second threshold s2 can be equal to approximately 20 ms. But other values of second threshold s2 can be used.
Afin de déterminer la durée d’un problème de court-circuit à la terre du détecteur de vitesse DV, on (le dispositif de surveillance DS) peut déclencher dans la sous-étape 10 une première temporisation égale à la durée du deuxième seuil s2 dès que la tension de sortie ts délivrée devient inférieure au premier seuil s1 pour une première fois, et, lorsque cette durée du deuxième seuil s2 expire (et que l’on a toujours ts < s1), on décide dans la sous-étape 20 d’au moins interdire temporairement le fonctionnement de la machine motrice électrique MME.In order to determine the duration of a short circuit problem to earth of the speed detector DV, we (the monitoring device DS) can trigger in substep 10 a first time delay equal to the duration of the second threshold s2 from that the output voltage ts delivered becomes lower than the first threshold s1 for the first time, and, when this duration of the second threshold s2 expires (and we still have ts < s1), we decide in substep 20 d 'at least temporarily prohibit the operation of the MME electric driving machine.
On notera également que dans la sous-étape 20 de l’étape 10-30, lorsque l’interdiction temporaire de fonctionnement de la machine motrice électrique MME a été décidée, 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 :It will also be noted that in sub-step 20 of step 10-30, when the temporary ban on operation of the electric motor machine MME has been decided, it is also possible to carry out (the monitoring device DS can trigger the implementation) in the vehicle V with (at) least one complementary action chosen from:
- 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- the generation of an alert to the user (or driver) of vehicle V of this prohibition and of a need to stop vehicle V, and
- l’enregistrement d’au moins un code défaut représentatif d’un problème de court-circuit à la terre du détecteur de vitesse DV.- the recording of at least one fault code representative of a short circuit to earth problem of the DV speed detector.
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.The user of the vehicle V can be alerted, for example, by means of a lit indicator light (for example on the dashboard) and/or a message displayed on at least one screen of the vehicle V (for example example of the dashboard or a central handset) or on the screen of the user's smartphone (or "smartphone"), and/or broadcast by at least one speaker of the vehicle V or this smartphone . This alert is intended to warn the driver of the fact that the operation of the MME electric driving machine has been interrupted, so that he is not surprised by possible freewheeling (when the GMP is all electric) and therefore that he quickly parks his vehicle V in a secure manner, then alerts an after-sales service for assistance.
L’enregistrement d’au moins un code défaut représentatif d’un problème de court-circuit à la terre du détecteur de vitesse DV (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.The recording of at least one fault code representative of a short circuit to earth problem of the DV speed detector (and therefore of a temporary ban on operation of the MME electric motor) is intended to facilitate research. of the origin of this prohibition by a technician from an after-sales service, and to allow this technician to solve the problem and to inform the user of vehicle V of the origin of this prohibition.
On notera également que l’étape 10-30 peut aussi comprendre une sous-étape 30 dans laquelle on considère qu’il n’y a plus de problème de court-circuit à la terre du détecteur de vitesse DV lorsque la tension de sortie ts délivrée est supérieure à un troisième seuil s3 choisi après un réveil du véhicule V postérieur à son endormissement en présence d’une interdiction de fonctionnement de la machine motrice électrique MME. 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).It will also be noted that step 10-30 can also include a sub-step 30 in which it is considered that there is no longer a problem of short circuit to ground of the speed detector DV when the output voltage ts delivered is greater than a third threshold s3 chosen after waking up the vehicle V subsequent to its falling asleep in the presence of a ban on operation of the electric motive machine MME. In this case, the operation of the electric motive machine MME is re-authorized, which amounts to re-authorizing the driver (user) of the vehicle V to normally use the latter (V). Preferably, we also stop generating an (the DS monitoring device stops triggering the generation of a) alert for the user (when this additional action is planned).
Bien entendu, si le problème de court-circuit à la terre du détecteur de vitesse DV est de nouveau détecté, une nouvelle interdiction de fonctionnement de la machine motrice électrique MME est imposée.Of course, if the problem of a short circuit to earth of the DV speed detector is detected again, a new ban on the operation of the MME electric motive machine is imposed.
Par exemple, le troisième seuil s3 peut être égal au premier seuil s1. Mais cela n’est pas obligatoire.For example, the third threshold s3 can be equal to the first threshold s1. But this is not obligatory.
On notera également, comme illustré non limitativement sur la
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 tension de sortie ts délivrée par le détecteur de vitesse DV et représentative de la vitesse de rotation du rotor RM de la machine motrice électrique MME du véhicule V.
It will also be noted that the invention also proposes a computer program product (or computer program) comprising a set of instructions which, when executed by processing means of the electronic circuit (or hardware) type, such as for example the processor PR1, is capable of implementing the monitoring method described above to monitor the output voltage ts delivered by the speed detector DV and representative of the rotation speed of the rotor RM of the electric motor machine MME of the vehicle v.
Claims (10)
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US20080315909A1 (en) * | 2007-06-22 | 2008-12-25 | Romano Paschal J | Method of detecting a malfunction of an encoder for a vehicle drive system |
US20130271053A1 (en) * | 2012-04-12 | 2013-10-17 | Robert Bosch Gmbh | Method and Apparatus for Checking a Speed System of a Motor-Driven Apparatus |
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- 2022-06-29 FR FR2206528A patent/FR3137351A1/en active Pending
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