WO2002078169A1 - Procede de determination du couple d'entrainement d'un alternateur - Google Patents

Procede de determination du couple d'entrainement d'un alternateur Download PDF

Info

Publication number
WO2002078169A1
WO2002078169A1 PCT/FR2002/001085 FR0201085W WO02078169A1 WO 2002078169 A1 WO2002078169 A1 WO 2002078169A1 FR 0201085 W FR0201085 W FR 0201085W WO 02078169 A1 WO02078169 A1 WO 02078169A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
temperature
current
alternator
value
Prior art date
Application number
PCT/FR2002/001085
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe Langry
Olivier Blondel
Original Assignee
Renault S.A.S.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault S.A.S. filed Critical Renault S.A.S.
Priority to EP02753743A priority Critical patent/EP1374385A1/fr
Publication of WO2002078169A1 publication Critical patent/WO2002078169A1/fr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/48—Arrangements for obtaining a constant output value at varying speed of the generator, e.g. on vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • H02P9/26—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P9/30—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining the driving torque of an alternator, in particular that which in a motor vehicle ensures the production of electrical energy for its on-board network.
  • an alternator in particular that which in a motor vehicle ensures the production of electrical energy for its on-board network.
  • PTC resistors positive temperature coefficient
  • control computer of such an internal combustion drive engine increasingly needs to know the values of the drive torques required by the accessories surrounding the engine and among these accessories is the alternator.
  • the object of the invention is to propose a method for determining the torque required by an alternator which does not have these drawbacks of the prior art.
  • the process according to the invention can also have the following advantageous features: - it consists in extracting the value of said drive torque from a first characteristic table recorded on a test bench and in which the current and speed values corresponding to said predetermined relationship have been previously stored; it consists in determining said rotor current by calculating the quotient of the current voltage delivered to the rotor winding, by the rotor resistance corrected as a function of the current rotor temperature.
  • T x Said first predetermined temperature
  • T R Current temperature of the rotor winding
  • L Rotor inductance it consists of calculate said rotor current using a relation of the form:
  • T x 0.0039 Temperature coefficient of the resistivity of copper
  • T R Current temperature of the rotor winding if the voltage applied to
  • FIG. 1 is a diagram showing the evolution of the torque drive C e of an alternator depending on the rotor current I R for two rotational speeds Vi and V of this alternator;
  • Figure 2 is a simplified diagram showing as an example of application of the invention, an electrical installation of a motor vehicle powered by an alternator whose drive torque is determined according to the method of the invention;
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a control signal of a semiconductor component inserted in the excitation circuit of an alternator to control the rotor current I R thereof ;
  • FIG. 4 is a flow chart illustrating the operations executed during the implementation of the method according to the invention.
  • the invention is based on the observation that the torque necessary for driving an alternator can be evaluated with a very good approximation from its rotational speed and the current flowing in its rotor, provided that due account is taken of phenomena of magnetic saturation and rotor temperature.
  • FIG. 1 illustrates this finding which has been confirmed by numerous measurements made by the Applicant on commercially available alternators for applications in the field of motor vehicles. It can be seen that the relationship between the driving torque C e and the current I R flowing in the rotor follows at least approximately a linear law for the different speeds of rotation, for example the speeds Vi and V 2 , and that each corresponding curve has a linear domain 1 and a saturation domain s.
  • the beam of curves of the drive torque as a function of the rotor current corresponding to the alternator considered is noted beforehand for an alternator or a type of alternator. considered and the corresponding values are stored in a first table of characteristics TC1 (see FIGS. 2 and 4).
  • the rotational speed V of the alternator can be easily measured, for example by a suitable sensor specially provided on the alternator.
  • the value of the alternator speed is directly available from the engine control computer which can deduce it from the engine speed, ci having a constant relationship with this speed of the alternator.
  • the alternator 1 comprises a stator winding 2, of the three-phase type for example, and a rotor excitation winding 3.
  • the stator winding 2 is connected to a rectifier bridge 4 which supplies DC voltage to a battery 5 and, via an ignition key 6, to an on-board network 7 of the motor vehicle.
  • the power supply for the rotor winding 3 is taken from the + pole of the battery 6 and sent to the winding 3 via a controlled semiconductor component 8.
  • the latter is part of a regulator 9.
  • the assembly which has just been described is classic in automotive technology.
  • This set also includes a computing device 10 responsible for implementing the method according to the invention.
  • This calculation device 10 can be integrated into the on-board computer (not shown) of the vehicle responsible in particular for controlling its internal combustion engine. It includes in particular the characteristic table TC1 which has already been discussed above.
  • the computing device 10 receives several input signals.
  • the regulator 9 of the excitation winding 3 supplies it with a signal DF for controlling the controlled semiconductor component 8.
  • This signal is shown in supplemented form in FIG. 3. It can be seen that it acts of an impulse signal on the cyclic ratio T on / T of which the regulator 9 can act, T being the duration of the period of the signal DF and T on the duration of the interval during which the signal is active to return the component 8 driver.
  • the calculation device 10 produces from this signal DF a signal RC0_DF representative of the instantaneous average voltage applied to the winding 2 according to the relationship:
  • the calculation device 10 also receives the voltage
  • FIG. 4 illustrates the progress of the determination method according to the invention.
  • the functional block Bl symbolizes the operation of calculating the signal RCO_DF from the signal DF according to the relation (1) given above.
  • the B2 functional block symbolizes a first order filtering operation performed on the RC0_DF signal. This operation is desirable to take into account the range of variation of the resistance and inductance of the winding 2 as a function of the temperature.
  • the filtering executed during operation B2 is of the low-pass type and has a cut-off frequency of the form:
  • R Tx Resistance of the rotor winding at temperature T x
  • the invention proposes to circumvent these difficulties in the following manner.
  • T ⁇ St Estimated temperature of the regulator chip 9
  • K c Temperature compensation constant of the regulation voltage (it can be equal to
  • the line represented by the relation 4 can be stored in a table of characteristics TC2 (figure 2 and 4) noted on test bench. Referring again to FIG. 4, the method supplies the temperature T R in the following manner on the basis of the calculation elements which have just been exposed.
  • the voltage U bat t_Ecu is preferably recorded on the control computer (not shown) of the internal combustion engine of which it is the supply voltage. It is therefore readily available to the computing device 10.
  • the voltage U has ⁇ t by increasing the voltage Ubat t _ E cu an offset voltage U calibratable 0f f ⁇ and , representing the difference almost constant tension between the two for a type 'of alternator given.
  • the calculation of the sum Ubatt_reg + U 0 ff Se t is symbolized by the functional block B4.
  • the method of the invention performs a test (functional block B5) to check whether the voltage U a ⁇ t is greater than a minimum value U a ⁇ t __ n i n qu. can typically be set at 13.4 Volts for example. As long as this condition is not satisfied, the execution of the process is frozen (functional block B ⁇ ) and the test in B5 continues to be implemented. On the other hand, as long as the above condition is satisfied, during the operation represented by the functional block B7, the method searches in the characteristic table TC2 for the value of the temperature T R which corresponds to the current regulated voltage U a i t of the alternator 1.
  • T R (n) T R (n - 1) + T R _ tac _ MX
  • the operation corresponding to the functional block B2 results in obtaining the value RC0_DF_filtered, this value then being normalized over a range of 100% during the operation which is symbolized by the functional block B11.
  • the following operation (functional block B12) consists in calculating the current I R according to the relation:
  • the value of the resistance R Tx preferably includes a part due to a parasitic resistance composed in particular of the contact resistance at the level of the rings and. brushes of the alternator 1 and of the resistor R DS _ ON ⁇ J-S presents the semiconductor component 8 when it is on.
  • the value of this parasitic resistance can be estimated at 0.25 ⁇ in the case of most commercial alternators.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

Ce procédé consiste: - a) à calculer le courant (IR) circulant dans le rotor de l'alternateur (1) en prenant en compte la température actuelle rotorique; - b) à relever la vitesse de rotation de l'alternateur (1); et - c) à déterminer la valeur du couple d'entraînement à partir d'une relation prédéterminée propre à cet alternateur et reliant ce couple d'entraînement aux valeurs calculées du courant rotorique (IR) e de la vitesse de rotation établies au cours des étapes a) et b).

Description

Procédé de détermination du couple d'entraînement d'un alternateur
La présente invention est relative à un procédé pour déterminer le couple d'entraînement d'un alternateur, en particulier celui qui dans un véhicule automobile assure la production d'énergie électrique pour son réseau de bord. II y a actuellement une forte tendance à augmenter la puissance électrique installée à bord des véhicules automobiles, notamment celle de charges diverses nécessaires au chauffage qui est de plus en plus assuré au moyen de résistances à coefficient de température positif (résistances CTP) . La mise en circuit et la coupure de ces charges importantes sur le réseau de bord font varier considérablement le couple d'entraînement demandé par l'alternateur, ce qui se ressent au niveau du moteur à combustion interne entraînant le véhicule et auquel l'alternateur est également couplé mécaniquement.
Par ailleurs, le calculateur de commande d'un tel moteur d'entraînement à combustion interne a de plus en plus besoin de connaître les valeurs des couples d'entraînement réclamés par les accessoires entourant le moteur et parmi ces accessoires on trouve l'alternateur.
Le besoin se fait donc sentir dans ce contexte de pouvoir déterminer avec une précision satisfaisante et à tout instant la valeur du couple d'entraînement d'un tel alternateur . Par US 5 952 586, on connaît un procédé de détermination du couple d'entraînement demandé par un alternateur par lequel la valeur de ce couple est déduite d'une relation entre les vitesses d'une poulie de sortie du moteur à combustion interne et d'une poulie d'entraînement montée sur l'arbre de l'alternateur, les deux poulies étant couplées mécaniquement par une courroie. La vitesse de la poulie de l'alternateur est déduite du courant fourni par l'alternateur. Ce procédé présente l'inconvénient de donner un résultat imprécis, notamment en raison du fait que dans le calcul du couple demandé par l'alternateur, il faut faire intervenir les propriétés élastiques de la courroie couplant les deux poulies l'une à l'autre.
L'invention a pour but de proposer un procédé de détermination du couple demandé par un alternateur qui ne présente pas ces inconvénients de la technique antérieure.
L'invention a donc pour objet un procédé pour déterminer le couple d'entraînement d'un alternateur d'un véhicule automobile, cet alternateur comprenant un enroulement rotorique caractérisé en ce qu'il consiste: - a) à calculer le courant circulant dans le rotor de l'alternateur en prenant en compte la température actuelle rotorique;
- b) à relever la vitesse de rotation de l'alternateur; et - c) à déterminer la valeur dudit couple d'entraînement à partir d'une relation prédéterminée propre à cet alternateur et reliant ce couple d'entraînement aux valeurs calculées du courant rotorique et de la vitesse de rotation, établies au cours des étapes a) et b) . Grâce à ces caractéristiques, il devient possible, moyennant un minimum de moyens matériels et logiciels de déterminer le couple d'entraînement de l'alternateur en tenant compte de la température actuelle de fonctionnement rotorique et en s 'affranchissant de toute implication de paramètres relatifs aux éléments mécaniques d'entraînement de l'alternateur dans la détermination du couple ' entraînement .
Le procédé suivant l'invention peut également présenter les particularités avantageuses suivantes: - il consiste à extraire la valeur dudit couple d'entraînement d'une première table caractéristique relevée sur banc d'essai et dans laquelle les valeurs de courant et de vitesse répondant à ladite relation prédéterminée ont préalablement été mémorisées; il consiste à déterminer ledit courant rotorique par calcul du quotient de la tension actuelle délivrée à l'enroulement rotorique, par la résistance rotorique corrigée en fonction de la température actuelle rotorique. - la détermination du courant rotorique n'est effectuée que si la valeur de la tension actuelle délivrée par 1 ' alternateur dépasse une valeur minimale prédéterminée; dans le cas où ledit alternateur comporte un régulateur de courant rotorique comprenant un composant semi-conducteur commandé dont le signal de commande est impulsionnel pour déterminer la valeur du courant rotorique en fonction du rapport cyclique de ce signal de commande, le procédé consiste à calculer le produit dudit rapport cyclique par la tension actuelle délivrée par l'alternateur afin de déterminer ladite tension délivrée à 1 ' enroulement rotorique; il consiste à soumettre la valeur dudit rapport cyclique à une opération de filtrage passe-bas de premier ordre dont la fréquence de coupure est déterminée par le quotient de la résistance rotorique établie à une première température prédéterminée, par la valeur de l'inductance rotorique, ladite résistance rotorique à une première température prédéterminée étant corrigée en température en fonction de ladite température rotorique actuelle; ladite fréquence de coupure est établie selon la relation:
v = -!-î--i [1+0,0039•fa -T ]
2-π-L
dans laquelle: Fc = Fréquence de coupure
Tx = Ladite première température prédéterminée RTx = Résistance de 1 ' enroulement rotorique à la température Tx 0,0039 = Coefficient de température de la résistivité du cuivre TR = Température actuelle de l'enroulement rotorique L = Inductance rotorique il consiste à calculer ledit courant rotorique à l'aide d'une relation de la forme:
I U^-RCO-PF-filré
R RTx • [l +0,0039 -(TR-TX)] dans laquelle:
IR = Courant rotorique
Uait = Tension actuelle délivrée par
1 ' alternateur RCO_DF_filtré = Rapport cyclique filtré Tx = Première température prédéterminée
Rτx = Résistance rotorique à la température
Tx 0,0039 = Coefficient de température de la résistivité du cuivre TR = Température actuelle de l'enroulement rotorique dans le cas où la tension appliquée à
1 ' enroulement rotorique de 1 ' alternateur est compensée en température avec une constante de compensation prédéterminée, il consiste à déterminer la température actuelle rotorique selon la relation:
Figure imgf000007_0001
dans laquelle:
TR = Température actuelle rotorique
Ty = Seconde température prédéterminée de 1 ' alternateur Uaιt_τy = Tension délivrée par l'alternateur à la température Ty Uaιt = Tension actuelle délivrée par
1 ' alternateur Kc = Constante de compensation de température de la tension de régulation 0. = Coefficient de corrélation entre la température rotorique Tr et la température dudit régulateur le procédé consiste à limiter le taux de variation de la température rotorique à une valeur majorante prédéterminée; le calcul du courant rotorique n'est effectué que si la température actuelle rotorique dépasse un taux de variation prédéterminée; il consiste à extraire la valeur de la température actuelle rotorique d'une seconde table caractéristique préalablement relevée sur banc d'essai et dans laquelle sont mémorisées les valeurs de ladite température actuelle rotorique en fonction de la tension délivrée par l'alternateur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est un diagramme montrant 1 ' évolution du couple d'entraînement Ce d'un alternateur en fonction du courant rotorique IR pour deux vitesses de rotation Vi et V de cet alternateur; la figure 2 est un schéma simplifié montrant à titre d'exemple d'application de l'invention, une installation électrique d'un véhicule automobile alimentée par un alternateur dont le couple d'entraînement est déterminé selon le procédé de l'invention; la figure 3 est un diagramme montrant un exemple de signal de commande d'un composant semi-conducteur inséré dans le circuit d'excitation d'un alternateur pour en commander le courant rotorique IR; et la figure 4 est un ordinogramme illustrant les opérations exécutées au cours de la mise en œuvre du procédé selon l'invention. L'invention est basée sur la constatation que le couple nécessaire pour l'entraînement d'un alternateur peut être évalué avec une très bonne approximation à partir de sa vitesse de rotation et du courant qui circule dans son rotor, à condition de dûment tenir compte des phénomènes de saturation magnétique et de la température rotorique.
La figure 1 illustre cette constatation qui a été confirmée par de nombreuses mesures faites par la Demanderesse sur des alternateurs disponibles dans le commerce pour les applications dans le domaine des véhicules automobiles. On voit que la relation entre le couple d'entraînement Ce et le courant IR circulant dans le rotor suit au moins approximativement une loi linaire pour les différentes vitesses de rotation, par exemple les vitesses Vi et V2, et que chaque courbe correspondante comporte un domaine linéaire 1 et un domaine de saturation s .
Selon l'invention, le faisceau de courbes du couple d'entraînement en fonction du courant rotorique correspondant à l'alternateur considéré est relevé au préalable pour un alternateur ou un type d'alternateur considéré et les valeurs correspondantes sont mémorisées dans une première table de caractéristiques TC1 (voir les figures 2 et 4) .
Pour extraire les valeurs de couple de la table caractéristique TC1, il est nécessaire de connaître la vitesse de rotation V de l'alternateur et le courant IR qui circule dans son rotor, la valeur du couple étant calculée à des intervalles réguliers pour être rafraîchie périodiquement avec une période prédéterminée qui peut être de 10 ms par exemple. Une telle périodicité est suffisante dans l'environnement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile.
La vitesse de rotation V de l'alternateur peut être mesurée aisément par exemple par un capteur approprié spécialement prévu sur l'alternateur. Cependant, dans le cas de l'application dans un véhicule automobile, la valeur de la vitesse de rotation de l'alternateur est directement disponible à partir du calculateur de commande du moteur qui peut la déduire de la vitesse de rotation du moteur, celle-ci ayant un rapport constant avec cette vitesse de l'alternateur.
On va maintenant décrire un mode de mise en œuvre préféré d'obtention de l'autre valeur déterminant le couple de l'alternateur à savoir la valeur du courant rotorique IR. Afin de faciliter la compréhension de l'exposé, on se référera d'abord à la figure 2 qui représente un schéma très simplifié d'une installation électrique d'un véhicule automobile, équipée d'un alternateur 1 auquel est appliqué le procédé de détermination de couple d'entraînement selon l'invention. Cet exemple concerne à titre non limitatif l'installation électrique d'un véhicule automobile.
L'alternateur 1 comprend un bobinage statorique 2, de type triphasé par exemple, et un enroulement d'excitation rotorique 3. Le bobinage statorique 2 est connecté à un pont redresseur 4 qui fournit une tension continue à une batterie 5 et, par l'intermédiaire d'une clé de contact 6, à un réseau de bord 7 du véhicule automobile. L ' alimentation de 1 ' enroulement rotorique 3 est prélevée sur le pôle + de la batterie 6 et envoyée dans l'enroulement 3 par l'intermédiaire d'un composant semiconducteur commandé 8. Ce dernier fait partie d'un régulateur 9. L'ensemble qui vient d'être décrit est classique dans la technique automobile. Cet ensemble comprend également un dispositif de calcul 10 chargé de mettre en œuvre le procédé selon l'invention. Ce dispositif de calcul 10 peut être intégré dans le calculateur de bord (non représenté) du véhicule chargé notamment d'assurer la commande de son moteur à combustion interne. Il comporte notamment la table caractéristique TC1 dont il a déjà été question ci-dessus.
Le dispositif de calcul 10 reçoit plusieurs signaux d' entrée .
Tout d'abord, le régulateur 9 de l'enroulement d'excitation 3 lui fournit un signal DF de commande du composant semi-conducteur commandé 8. Ce signal est représenté sous forme complémentée sur la figure 3. On voit qu'il s'agit d'un signal impulsionnel sur le rapport cyclique Ton/T duquel peut agir le régulateur 9 , T étant la durée de la période du signal DF et Ton la durée de l'intervalle pendant lequel le signal est actif pour rendre le composant 8 conducteur. Le dispositif de calcul 10 élabore à partir de ce signal DF un signal RC0_DF représentatif de la tension moyenne instantanée appliquée à l'enroulement 2 selon la relation:
RCO DF =-^--100 (1) T
Le dispositif de calcul 10 reçoit également la tension
Ubat régnant aux bornes de la batterie 5, ainsi qu'une valeur de vitesse de rotation V comme déjà décrit ci- dessus .
La figure 4 illustre le déroulement du procédé de détermination selon l'invention. Le bloc fonctionnel Bl symbolise l'opération de calcul du signal RCO_DF à partir du signal DF selon la relation (1) donnée ci-dessus.
Le bloc fonctionnel B2 symbolise une opération de filtrage du premier ordre fait sur le signal RC0_DF. Cette opération est souhaitable pour tenir compte de la plage de variation de la résistance et de l'inductance de l'enroulement 2 en fonction de la' température. De préférence, le filtrage exécuté au cours de l'opération B2 est du type passe-bas et présente une fréquence de coupure de la forme:
T7_RI,-[l+0,0039-(TR-Tx)]
(2 :
2-π-L dans laquelle:
Fc = Fréquence de coupure
Tx = Première température prédéterminée
(elle est de 20°C par exemple)
RTx = Résistance de 1 ' enroulement rotorique à la température Tx
0,0039 = Coefficient de température de la résistivité du cuivre
TR = Température de 1 ' enroulement rotorique
L = Inductance rotorique relevé sur banc d'essai pour chaque type d'alternateur, une seule valeur pouvant suffire pour 1 ' ensemble de la plage de fonctionnement de 1 ' alternateur . On voit que la mise en œuvre du calcul de la fréquence de coupure Fc de l'opération de filtrage nécessite la connaissance de la température rotorique TR se présentant au cours du fonctionnement de l'alternateur. Cette température rotorique TR n'est pas directement disponible.
Il convient de savoir par ailleurs, que les alternateurs utilisés dans les véhicules automobiles peuvent être refroidis soit par de l'air seulement, soit à la fois par de l'eau et de l'air. Dans le premier cas, la température rotorique TR est influencée essentiellement: par les pertes rotoriques qui dépendent elles- mêmes du courant IR, ce dernier variant à son tour en fonction du courant statorique Is; - par la température de l'air de refroidissement; par le débit de cet air de refroidissement qui dépend de la vitesse de rotation V de l'alternateur.
Dans le second cas, s'ajoute à ces paramètres agissant sur la température rotorique également la température de l'eau de refroidissement qui dans le cas d'un véhicule automobile est généralement celle circulant dans le moteur à combustion interne pour le refroidir.
La prise en compte de tous ces paramètres présente des difficultés considérables et rend complexe la détermination de la température rotorique. L'invention propose de contourner ces difficultés de la façon suivante.
L'alternateur 1 étant équipé du régulateur 9, celui-ci doit être compensé en température notamment pour corriger la tension de régulation en vue d'un maintien optimal de la charge de la batterie 6. Il s'est avéré que la température du régulateur 9 présente une corrélation étroite avec la température rotorique TR dans les limites de précision compatibles avec une mise en oeuvre correcte du procédé selon l'invention. La température du régulateur 9 peut être estimée par la relation: U*=U^-|τrt-Ty).Kc] (3) dans laquelle:
Uaιt = Tension régulée délivrée par
1 ' alternateur Tγ = Deuxième température prédéterminée
(elle peut être égale à 23°C, par exemple) Uaitjry = Tension régulée délivrée par
1 ' alternateur à la température Ty
(elle peut être de 14,55 Volts, par exemple) TΘSt = Température estimée de la puce du régulateur 9 Kc = Constante de compensation de température de la tension de régulation (elle peut être égale à
0,01 par exemple) Du fait de la corrélation entre la température Test de la puce du régulateur 9 et de la température rotorique TR, il vient d'après la relation (3):
Figure imgf000013_0001
dans laquelle:
TR = Température actuelle rotorique oc = Coefficient de corrélation entre la température rotorique TR et la température du régulateur 9 De préférence, la droite représentée par la relation 4 peut être mémorisée dans une table de caractéristiques TC2 (figure 2 et 4) relevée sur banc d'essai. En se référant de nouveau à la figure 4, le procédé fournit la température TR de la façon suivante sur la base des éléments de calcul qui viennent d'être exposés.
Pendant 1 ' opération représentée par le bloc fonctionnel B3 , la tension Ubatt_Ecu est relevée de préférence sur le calculateur de commande (non représenté) du moteur à combustion interne dont elle est la tension d'alimentation. Elle est donc facilement disponible pour le dispositif de calcul 10. Avantageusement, on déduit de cette tension d'alimentation, la tension Uaιt en majorant la tension Ubatt_Ecu d'une tension de décalage calibrable U0ffΞet, représentant la différence à peu près constante entre les deux tensions pour un type' d'alternateur donné. Le calcul de la somme Ubatt_reg + U0ffSet est symbolisé par le bloc fonctionnel B4.
Il s'est avéré que le procédé de détermination du couple d'entraînement selon l'invention ne donne de résultats fiables qu'en l'absence des deux situations de fonctionnement suivantes . Si l'alternateur 1 fonctionne avec un champ d'excitation maximale (le rapport cyclique DF de la figure 3 est alors de 100%), la tension Uaιt n'est plus régulée de sorte que la compensation thermique pour 1 ' estimation de la température actuelle rotorique TR n'est plus active. Cette situation correspond au cas où la batterie fonctionne en "dévers". Il s'agit en fait d'une situation théorique car, par ailleurs, la régulation est réalisée de telle manière que cette situation soit évitée. Néanmoins, par mesure de sécurité, le procédé de l'invention effectue un test (bloc fonctionnel B5) pour vérifier si la tension Uaχt est supérieure à une valeur minimale Uaιt__nin qu. peut typiquement être fixée à 13,4 Volts par exemple. Tant que cette condition n'est pas satisfaite, l'exécution du procédé est figée (bloc fonctionnel Bβ) et le test en B5 continue à être mise en œuvre. Par contre, tant que la condition ci-dessus est satisfaite, pendant l'opération représentée par le bloc fonctionnel B7, le procédé recherche dans la table caractéristique TC2 la valeur de la température TR qui correspond à la tension actuelle régulée Uait de l'alternateur 1.
Par ailleurs, de préférence, pour compenser les fluctuations de la tension du réseau 7, il est avantageux de limiter le taux de variation TR_inc de la température rotorique TR à une valeur maximale R_inc_jnax prédéterminée. Cette valeur correspond à une augmentation de 1 ' échauffement du rotor pouvant typiquement être de 0,25°C par 10 millisecondes. L'opération correspondante est effectuée pendant un test symbolisé par le bloc fonctionnel B8. Dans ce bloc, on examine l'inégalité:
TR(n)>TR(n-l)+ TRJnc max (5)
En d'autres termes, on examine si la température rotorique actuelle TR (n) de 1 ' itération n est supérieure ou non à la somme de la température rotorique TR(n-l) établie au cours de l'itération précédente et gardée en mémoire (bloc fonctionnel B9) .
S'il est répondu par la négative au test B8, la température TR(n) calculée est utilisée pour la suite des opérations. Dans le cas contraire, on impose comme température rotorique la valeur (bloc fonctionnel B10) :
TR(n) = TR(n - 1)+TR_tac_MX
Ce processus mis en œuvre dans les blocs fonctionnels B8, 9 et 10 revient à limiter le taux de variation de la température rotorique à une valeur majorante prédéterminée égale à TR_inc_maχ.
L ' opération correspondant au bloc fonctionnel B2 aboutit à l'obtention de la valeur RC0_DF_filtré, cette valeur étant ensuite normée sur une plage de 100 % pendant l'opération qui est symbolisée par le bloc fonctionnel Bll. L'opération suivante (bloc fonctionnel B12) consiste à calculer le courant IR selon la relation:
Ua1t -RCO_DF_ filtré
I.. = „ r. „ l . „ M • ( 7 )
RTx • [l + 0,0039 - (TR - TX)]
Les paramètres de cette relation (7) sont les mêmes que ceux déjà définis ci-dessus. On notera cependant que la valeur de la résistance RTx inclut de préférence une part due à une résistance parasite composée en particulier de la résistance de contact au niveau des bagues et. des balais de l'alternateur 1 et de la résistance RDS_ON φJ-S présente le composant semi-conducteur 8 lorsqu'il est passant. La valeur de cette résistance parasite peut être estimée à 0,25 Ù dans le cas de la plupart des alternateurs du commerce.
Pendant l'opération symbolisée par le bloc fonctionnel B13, il est alors procédé au calcul de la valeur recherchée du couple d'entraînement Ce de l'alternateur à l'aide de la table caractéristique TC1 à laquelle sont appliquées la valeur du courant IR qui vient d'être calculée et la valeur actuelle de la vitesse de rotation V de l'alternateur 1. Dans l'application à l'alternateur d'un véhicule automobile, les paramètres nécessaires à l'exécution du procédé selon l'invention et propres au type d'alternateur utilisé, et notamment les . tables caractéristiques TC1 et TC2 sont de préférence communiqués au calculateur 10, en fin de chaîne de fabrication du véhicule concerné. Par exemple, ce transfert de données peut être réalisé par introduction des données sur un bus CAN du véhicule ou par une liaison bidirectionnelle par laquelle le calculateur 10 peut s'identifier et recevoir ensuite- les données appropriées.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour déterminer le couple d'entraînement (Ce) d'un alternateur (1) d'un véhicule automobile, cet alternateur comprenant un enroulement rotorique (3) caractérisé en ce qu'il consiste: a) à calculer le courant (IR) circulant dans le rotor de l'alternateur (1) en prenant en compte la température actuelle rotorique (TR) ; - b) à relever la vitesse de rotation (V) de l'alternateur (1); et c) à déterminer la valeur dudit couple d'entraînement (Ce) à partir d'une relation prédéterminée propre à cet alternateur et reliant ce couple d'entraînement (Ce) aux valeurs calculées du courant rotorique (IR) et de la vitesse de rotation (V) établies au cours des étapes a) et b) .
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à extraire la valeur dudit couple d'entraînement (Ce) d'une première table caractéristique relevée sur banc d'essai (TC1) dans laquelle les valeurs de courant et de vitesse répondant à ladite relation prédéterminée ont préalablement été mémorisées.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à déterminer ledit courant rotorique (IR) par calcul du quotient de la tension actuelle (Uaιt) délivrée à l'enroulement rotorique (3) par la résistance rotorique corrigée en fonction de la température actuelle rotorique (TR) .
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la détermination du courant rotorique (IR) n'est effectuée que si la valeur de la tension actuelle (Uait) délivrée par l'alternateur (1) dépasse une valeur minimale prédéterminée (Uait in) •
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, dans le cas où ledit alternateur (1) comporte un régulateur de courant rotorique (9) comprenant un composant semi-conducteur commandé (8) dont le signal de commande est impulsionnel pour déterminer la valeur du courant rotorique en fonction du rapport cyclique (RCO_DF) de ce signal de commande, le procédé consiste à calculer le produit dudit rapport cyclique (RC0_DF) par la tension actuelle (Uait) délivrée par l'alternateur afin de déterminer ladite tension délivrée à l'enroulement rotorique.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre la valeur dudit rapport cyclique (RCO_DF) à une opération de filtrage passe-bas de premier ordre dont la fréquence de coupure (Fc) est déterminée par le quotient de la résistance rotorique établie à une première température prédéterminée (Tx) , par la valeur de l'inductance rotorique (L) , ladite résistance rotorique à une première température prédéterminée étant corrigée en température en fonction de ladite température rotorique actuelle (TR) .
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il ladite fréquence de coupure est établie selon la relation:
RTx-[l+0,0039-(TR-Tx)] 2-π-L dans laquelle:
Fc = Fréquence de coupure
Tx = Ladite première température prédéterminée RTx = Résistance de l'enroulement rotorique à la température Tx 0,0039 = Coefficient de température de la résistivité du cuivre TR = Température actuelle de l'enroulement rotorique = Inductance rotorique
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il consiste à calculer ledit courant rotorique à l'aide d'une relation de la forme:
Ualt -RCO_DF__ filtré
IR = RTx - [l + 0,0039 - (TR - TX)] dans laquelle :
IR Courant rotorique
Uait Tension actuelle délivrée par
1 ' alternateur
RCO_DF_filtré Rapport cyclique filtré Tx Première température prédéterminée
RTX Résistance rotorique à la température
Tx
0 , 0039 Coefficient de température de la résistivité du cuivre
TR Température actuelle de l'enroulement rotorique
9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 5 à . caractérisé en ce que dans le cas où la tension appliquée à l'enroulement rotorique (3) de l'alternateur (1) est compensée en température avec une constante de compensation prédéterminée (Kc) , il consiste à déterminer la température actuelle rotorique selon la relation:
Figure imgf000019_0001
dans laquelle : TR = Température actuelle rotorique
= Seconde température prédéterminée de 1 ' alternateur
Ualt_Ty = Tension délivrée par l'alternateur à la température Ty Uait = Tension actuelle délivrée par l'alternateur Kc = Constante de compensation de température de la tension de régulation α = Coefficient de corrélation entre la température rotorique TR et la température dudit régulateur (9)
10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à limiter le taux de variation de la température rotorique à une valeur majorante prédéterminée
( -1-R_inc_max ) •
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce qu'il consiste à extraire la valeur de la température actuelle rotorique (TR) d'une seconde table caractéristique (TC2) préalablement relevée sur banc d'essai et dans laquelle sont mémorisées les valeurs de ladite température actuelle rotorique (TR) en fonction de la tension (Uait) délivrée par l'alternateur
(1).
12. Dispositif de calcul pour la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, ce dispositif pouvant être intégré dans un calculateur de bord (10) dudit véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une table caractéristique (TC1, TC2) relevée sur banc d'essai dans laquelle les valeurs de courant (IR) et de vitesse (V) répondant à ladite relation prédéterminée ont été préalablement mémorisées, et plusieurs entrées recevant les données suivantes: les signaux de commande (DF) dudit composant semi-conducteur (8) de la part dudit régulateur (9), la tension (Ubatt) aux bornes de la batterie (5) dudit véhicule et la vitesse de rotation (V) dudit alternateur (1).
PCT/FR2002/001085 2001-03-28 2002-03-28 Procede de determination du couple d'entrainement d'un alternateur WO2002078169A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02753743A EP1374385A1 (fr) 2001-03-28 2002-03-28 Procede de determination du couple d'entrainement d'un alternateur

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0104172A FR2823028B1 (fr) 2001-03-28 2001-03-28 Procede de determination du couple d'entrainement d'un alternateur
FR01/04172 2001-03-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2002078169A1 true WO2002078169A1 (fr) 2002-10-03

Family

ID=8861629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2002/001085 WO2002078169A1 (fr) 2001-03-28 2002-03-28 Procede de determination du couple d'entrainement d'un alternateur

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1374385A1 (fr)
FR (1) FR2823028B1 (fr)
WO (1) WO2002078169A1 (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2980320A1 (fr) * 2011-09-20 2013-03-22 Valeo Equip Electr Moteur Procede et systeme de controle de la charge progressive d'un alternateur de vehicule automobile, et alternateur de vehicule automobile comprenant un tel systeme
CN117077456A (zh) * 2023-10-17 2023-11-17 深圳市法拉第电驱动有限公司 一种电子水泵用永磁同步电机的温度补偿方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2850498B1 (fr) * 2003-01-29 2009-12-04 Denso Corp Unite de calcul de couple pour generateur de vehicule
JP4103608B2 (ja) 2003-01-29 2008-06-18 株式会社デンソー 車両用発電機のトルク演算装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5057760A (en) * 1985-01-31 1991-10-15 Aeg Westinghouse Transportation Systems, Inc. Torque determination for control of an induction motor apparatus
US5321308A (en) * 1993-07-14 1994-06-14 Tri-Sen Systems Inc. Control method and apparatus for a turbine generator
US5952586A (en) * 1996-07-31 1999-09-14 Nippon Soken, Inc. Device and method for accurately detecting torque of auxiliary device
US6137187A (en) * 1997-08-08 2000-10-24 Zond Energy Systems, Inc. Variable speed wind turbine generator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5057760A (en) * 1985-01-31 1991-10-15 Aeg Westinghouse Transportation Systems, Inc. Torque determination for control of an induction motor apparatus
US5321308A (en) * 1993-07-14 1994-06-14 Tri-Sen Systems Inc. Control method and apparatus for a turbine generator
US5952586A (en) * 1996-07-31 1999-09-14 Nippon Soken, Inc. Device and method for accurately detecting torque of auxiliary device
US6137187A (en) * 1997-08-08 2000-10-24 Zond Energy Systems, Inc. Variable speed wind turbine generator

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2980320A1 (fr) * 2011-09-20 2013-03-22 Valeo Equip Electr Moteur Procede et systeme de controle de la charge progressive d'un alternateur de vehicule automobile, et alternateur de vehicule automobile comprenant un tel systeme
WO2013041793A1 (fr) * 2011-09-20 2013-03-28 Valeo Equipements Electriques Moteur Procede et systeme de controle de la charge progressive d'un alternateur de vehicule automobile, et alternateur de vehicule automobile comprenant un tel systeme
CN117077456A (zh) * 2023-10-17 2023-11-17 深圳市法拉第电驱动有限公司 一种电子水泵用永磁同步电机的温度补偿方法
CN117077456B (zh) * 2023-10-17 2024-05-14 深圳市法拉第电驱动有限公司 一种电子水泵用永磁同步电机的温度补偿方法

Also Published As

Publication number Publication date
FR2823028B1 (fr) 2003-07-04
EP1374385A1 (fr) 2004-01-02
FR2823028A1 (fr) 2002-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2719070B1 (fr) Procede de controle d'un couple resistant d'un alternateur de vehicule automobile, et systeme de mise en oeuvre de ce procede
FR2613421A1 (fr) Dispositif de refroidissement pour un moteur a combustion interne et procede pour commander un tel dispositif de refroidissement
FR2860301A1 (fr) Appareil de surveillance de l'etat d'une batterie d'automobile
WO2011077020A1 (fr) Dispositif de refroidissement pour vehicule automobile
FR2974257A1 (fr) Appareil de commande de convertisseur de puissance
EP0802464B1 (fr) Procédé de régulation par traitement numérique du courant d'excitation d'un alternateur de véhicule automobile et dispositif régulateur mettant en oeuvre un tel procédé
WO2002078169A1 (fr) Procede de determination du couple d'entrainement d'un alternateur
FR2838251A1 (fr) Procede de transfert ou de fourniture de puissance a un systeme electrique d'un vehicule
FR2920884A1 (fr) Procede d'estimation de l'etat de sante d'une batterie embarquee dans un vehicule automobile.
EP0054476B1 (fr) Circuit de sécurité pour dispositif de régulation de la température d'un fluide de refroidissement d'un moteur à combustion interne
EP1886402B1 (fr) Procede et dispositif d'estimation du courant delivre par un alternateur pour vehicule automobile
FR2900503A1 (fr) Procede de charge de batterie avec compensation de resistance interne, chargeur de batterie pour la mise en oeuvre de ce procede
EP0159263B1 (fr) Procédé et dispositif de contrôle de niveau de liquide dans un réservoir
FR3018557A1 (fr) Methode et systeme d'estimation du temps restant d'activation d'un demarreur avant sa surchauffe
WO2020079336A1 (fr) Système de diagnostic sur place de la batterie d'un vélo électrique
FR2909816A1 (fr) Appareil de commande de generateur de courant alternatif (ca) pour vehicule
EP1686391A1 (fr) Procédé d'évaluation du fonctionnement d'une batterie pour véhicule automobile
FR2826200A1 (fr) Procede d'alimentation d'un equipement electrique
FR2886410A1 (fr) Procede et dispositif d'estimation du courant delivre par un altenateur pour vehicule automobile
EP1308740B1 (fr) Procédé pour poser un diagnostic sur l'aptitude à fonctionner d'une batterie d'accumulateurs
EP1461527A1 (fr) Procede de detection de la position electronique du rotor d'une machine electrique
FR2803632A1 (fr) Perfectionnements a l'entrainement d'un moteur thermique de vehicule, notamment automobile, par un demarreur
WO2023094264A1 (fr) Procede de refroidissement optimise d'une batterie de vehicule electrique ou hybride
WO2023186845A1 (fr) Procédé de diagnostic électronique d'une chaîne de traction électrique pour vehicule automobile
FR2668858A1 (fr) Procede pour ameliorer l'etat de charge d'un ensemble de batteries installe a bord d'un vehicule automobile.

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2002753743

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2002753743

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP