WO2019097158A1 - Machine electrique pour un vehicule automobile comprenant un capteur de courant - Google Patents

Machine electrique pour un vehicule automobile comprenant un capteur de courant Download PDF

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WO2019097158A1
WO2019097158A1 PCT/FR2018/052828 FR2018052828W WO2019097158A1 WO 2019097158 A1 WO2019097158 A1 WO 2019097158A1 FR 2018052828 W FR2018052828 W FR 2018052828W WO 2019097158 A1 WO2019097158 A1 WO 2019097158A1
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WO
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control unit
current
electric machine
voltage
calculated
Prior art date
Application number
PCT/FR2018/052828
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English (en)
Inventor
Didier Canitrot
Baptiste GUILLERM
Ambre-Emmanuelle GRANGLADEN
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Equipements Electriques Moteur filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur
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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
    • H02P9/008—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output wherein the generator is controlled by the requirements of the prime mover
    • 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
    • H02P9/10—Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load

Definitions

  • Electric machine for a motor vehicle comprising a current sensor.
  • the present invention relates to an electric machine for a motor vehicle comprising a current sensor.
  • An electric machine comprising an inverter rectifier and phase windings in the stator produces in alternating mode electrical energy by its phase windings rectified by the rectifier.
  • the electric machine further comprises a rotor comprising an excitation coil.
  • the output current of the rectifier makes it possible both to recharge the battery but also to supply all the electrical charges of the motor vehicle.
  • the number of electrical charges of a motor vehicle is more and more important, and therefore the loads require more and more electrical energy when several of them are powered.
  • the engine control unit can know the direct power consumption of the loads in operation. This consumption information makes it possible to send a deposit to the electrical machine so that it transforms the mechanical energy into electrical energy thus making it possible to supply these charges. This transformed mechanical energy forms a restraint torque
  • the rotational speed and the current supplied to the excitation coil may allow a control unit to calculate the retaining torque of the alternator. This retaining torque is also dependent on the output current of the rectifier.
  • the output current also varies depending on other parameters such as the stator temperature. Indeed, the higher the temperature, the more the stator phase windings have a high resistance reducing the output current. This temperature is also a function of this output current.
  • the engine control unit sends a setpoint to the high control unit due to a high power consumption of the loads, there is a risk that the output current is insufficient especially due to high temperature or / and that the torque taken is too large, which can cause the engine to stall.
  • the engine control unit can know the capacity of transformation of the mechanical energy into electric energy of the electric machine in alternator mode, to reduce the consumption of certain loads of the vehicle or to make a selection of loads to feed.
  • the engine control unit can remove the heating of the chairs or power intermittently or reduce the cooling power or reduce or stop other unsafe charges for driving the vehicle.
  • the invention makes it possible to respond to at least one of its problems.
  • the invention relates to an electric machine for a motor vehicle, the electric machine comprising at least one alternator mode and a motor mode, the machine comprising:
  • a stator comprising phase windings
  • An electrical rectifier inverter connected to the phases, the rectifier inverter being configured in alternator mode to rectify the alternating current of the DC and motor phases to wave a direct current from the AC positive terminal to supply the windings of phases,
  • a control unit comprising:
  • an output adapted to be connected to an electronic engine control unit of the vehicle, the control unit being configured to: Calculate an output or input current value as a function of the signal from the current sensor by its input,
  • the control unit can know the excitation current and the speed in alternator mode, the output current is also a function of the efficiency of the machine which depends on the stator temperature but also on the operating point of the generator. the machine: current, voltage, speed. It follows that the output current makes it possible to have a characteristic of the machine taking into account in alternator mode the efficiency of the machine.
  • the control unit is configured to calculate a stator temperature estimate as a function of the calculated output current value. This makes it possible to estimate the temperature more precisely since the temperature of the stator is dependent on the measured current.
  • the estimation of the temperature can make it possible to limit the excitation current so as not to endanger the electric machine, or else the temperature estimation can also make it possible to diagnose a stator temperature sensor by comparing the value of the current. estimate and that of the temperature sensor.
  • the control unit can therefore diagnose a faulty sensor if the difference between the two values is beyond a predetermined value and inform the engine control unit of the vehicle that the machine is in a faulty temperature sensor mode. .
  • the engine control unit can inform the user but also control the electric machine in a failed mode.
  • the current sensor can be mounted in a so-called alternator direction such that the value calculated as output current (alternator mode) can be positive and / or the calculated current input value (motor mode if the machine is a starter alternator) may be negative or the current sensor can be mounted in the opposite direction, thus reversing the polarity of the output current and / or input if a motor mode exists on the machine).
  • the electric machine for a motor vehicle comprises a battery input intended to be connected to the positive terminal of the battery and comprises a motor mode, in which the control unit is configured to: measure the voltage at the positive terminal, calculate a cable loss value by multiplying a coefficient by the output current value in calculated absolute value, calculate an estimation value of the battery voltage in motor mode by adding the cable loss value at the measured voltage control the inverter rectifier according to this estimate of the battery voltage.
  • this can enable motor mode to estimate the network voltage and therefore the voltage drop and thus control the alternator-starter according to this voltage drop so as not to be below a predetermined grid voltage which may be a function of the vehicle's pipe loads. Indeed, some driving loads may be inefficient or off when their voltage is below this predetermined voltage.
  • the current can be calculated with its sign and the coefficient is negative if the sensor is mounted in the opposite direction and is positive if the sensor is mounted in the alternator direction.
  • the electric machine for a motor vehicle comprises a battery input intended to be connected to the positive terminal of the battery, in which the control unit is configured to: measure the voltage at the positive terminal, • calculate a cable loss value by multiplying a coefficient by the output current value in calculated absolute value,
  • the electric machine for a motor vehicle comprises
  • a rotor comprising an excitation coil
  • the control unit comprising:
  • the machine in alternator mode makes it possible, for example, for the machine in alternator mode to be able to adapt its excitation current according to a setpoint of the engine control unit, or to compare this load torque also called drag torque on the heat engine to a maximum load not to be used. exceed.
  • the information sent is, in alternator mode, the mechanical load torque taken.
  • the machine can send the load (drag torque) of the machine in alternator mode on the engine to the engine control unit so that it can control the engine accordingly.
  • control unit comprises:
  • An engine control unit input adapted to be connected to the vehicle's electronic engine control unit, and in which the control unit is configured to:
  • control unit is configured for alternator mode:
  • the engine control unit can change its control to take into account this limitation and reduce the electrical load on the network or increase the torque limit load if the electric machine is not at its maximum possible power.
  • the engine control unit can change its order to take into account this wear of the electric machine overestimating its limit load torque command.
  • the information sent by the control unit is the calculated current value.
  • the engine control unit can perform calculations and control the loads or the electric machine based on this information. For example, the engine control unit can calculate the drag torque in alternator mode on the engine according to the speed of the engine (speed already obtained by the engine control unit) and this output current. calculated. The fact that this calculation is done by the motor control unit allows a saving of calculation memory space in the control unit.
  • the control unit is configured to code and decode information transmitted by a bus, in particular a LIN or CAN bus.
  • the input electronic engine control unit described above is connected to the same BUS as the information sent by the control unit.
  • control unit is configured to:
  • the inverse sign margin value is a value close to zero, for example X.
  • control unit is configured to have a measurement of the current sensor of an output current (alternator mode) positive, the good sign is then positive and the opposite sign is negative.
  • the margin value is therefore a negative value close to zero for example -X.
  • the control unit in motor mode is in this case configured to have a measurement of the current sensor of a negative input current and a positive sign margin value, for example X.
  • the control unit is configured to have a measurement of the current sensor of a negative output current (alternator mode)
  • the margin value is therefore a positive value close to zero, for example X.
  • the motor mode control unit is configured to have a current sensor measurement of a positive input current and a negative sign margin value.
  • control unit is configured for motor mode: Check that the calculated input current value is within a range limited by a positive margin value,
  • the margin value allows when the actual output or input current is close to zero to accept a measuring error of the current sensor.
  • the control unit is configured, for example in current sensor fault mode, to control the excitation current without calculating the current value.
  • control unit can control inverter mode of current sensor the inverter without this measurement.
  • the control unit may further be configured to send an information signal to the vehicle engine control unit that the current sensor is defective.
  • this information can be sent by coding in the BUS, in particular a LIN BUS.
  • the maximum current value of the good sign may be a predetermined value or calculated as a function of the excitation current and the calculated rotational speed or, if the electric machine is a starter alternator, calculated as a function of the excitation current, the rotational speed and a pulse width modulation ratio of the inverter control.
  • control unit is configured to control in alternator mode: Check that the calculated output current value is within a range limited by a negative min output current value and a positive maximum output current value,
  • the min output current value is positive and the maximum output current value is negative.
  • the min input current value is negative and the maximum output current value is positive.
  • the electric machine is an alternator and comprises only a rectifier and an alternator mode.
  • the control unit is then only configured to perform the steps in alternator mode.
  • the alternator then comprises a current sensor and a control unit configured to calculate the output current and send information to the heat engine control unit as a function of this calculated output current.
  • the control unit may further be configured to include:
  • FIG. 1 a schematic representation of an electric machine connected to an engine control unit according to the invention
  • FIG. 2 schematically represents a part of a control method of the electric machine
  • FIG. 3 a schematic representation of an example of verification of the current calculation according to the invention
  • Figure 4 is a schematic representation of another example of verification of the current calculation according to the invention.
  • FIG. 1 schematically represents an electric machine M for a motor vehicle V connected to a motor control unit U also called an electronic control unit U and a positive terminal of a battery B according to FIG. the invention comprises an electromagnetic part 1 comprising a rotor and a stator.
  • the stator includes phase windings for transforming mechanical energy into electrical energy in alternator mode.
  • the machine further comprises an electrical converter also called inverter rectifier 2 connected to the phases, the converter 2 being configured for alternator mode rectify the alternating current of the DC phase windings.
  • the converter is in motor mode an inverter for waving a direct current from a positive terminal connected to the battery B AC to supply the phase windings.
  • the rotor comprises an excitation coil and pole wheels having claws surrounding the excitation coil.
  • the electrical machine M comprises a control unit 4 for controlling the current supplied to the excitation coil of the rotor, called the excitation current.
  • the control unit may for example be an integrated circuit specific to an application (ASIC).
  • the converter 2 may be a rectifier of the diode bridge or rectifier type having transistors
  • FIG. 1 shows the case where the electric machine M can be an alternator-starter, also called alternator-starter.
  • the converter 2 is an inverter rectifier comprising transistors, in particular field effect transistors with a metal-oxide-semiconductor structure, and the control unit 4 can, in a motor mode of the electric machine M, control the supply of the phase windings by controlling the converter 2 in inverter mode.
  • the electric machine M comprises a positive terminal intended to be connected to a positive terminal of the battery B.
  • each element is not represented in the diagram so as to be more readable.
  • the bold lines represent the power connection between two elements and in fine lines the command connection between two elements.
  • the engine control unit U is connected to the control unit 4 of the machine M, in particular by a LIN BUS.
  • the motor control unit U can thus control the machine M by sending information to the control unit 4.
  • the control unit 4 can also send information via this bus to the motor control unit U.
  • the motor control unit also controls the electrical charges C of the vehicle and is powered by the battery B.
  • the control unit therefore comprises an input and an output connected by the LIN BUS to the motor control unit for the motor. send information.
  • the information could also be sent without bus but only wired or wirelessly.
  • the electric machine further comprises a current sensor 3 mounted between the converter 2 and the positive terminal connected to the battery B or can be integrated in the converter.
  • the current sensor 3 comprises a signal output connected to an input of the control unit 4.
  • the control unit 4 is configured to perform the steps of the control method described below.
  • Figure 2 schematically represents steps of the control method.
  • the control method comprises: a step of receiving RI current sensor signals,
  • An information transmission step T1 to the engine control unit as a function of the calculated current value also called the calculated current.
  • the information may be the calculated current but possibly other values depending on this calculated current. .
  • Other examples of information are described below.
  • the control unit can transmit other information that is not a function of the calculated current and can also send several information depending on the calculated current.
  • the control method comprises a calculation step TE of a stator temperature estimation as a function of the calculated output current value.
  • the estimation of the temperature can be based on other received or calculated information such as, for example, the speed of rotation of the rotor, the excitation current, the temperature of another element of the machine such as, for example, control unit etc
  • the estimation of the temperature can make it possible to limit the excitation current so as not to endanger the machine.
  • the method furthermore comprises:
  • a step of calculating a PC cable loss value by multiplying a coefficient by the output current value in calculated absolute value A step of calculating an estimation value of the battery voltage Ubat in motor mode by adding the cable loss value to the measured voltage or alternator mode by subtracting the cable loss value from the measured voltage
  • a control step lexc controlling the current value to be supplied with the excitation current in the excitation coil according to this estimation of the battery voltage.
  • the electric machine further comprising a rotor position sensor
  • the control method furthermore comprises in alternator mode
  • a signal receiving step of the position of the rotor PR
  • a step of calculating a CT drag torque also called a mechanical load torque taken as a function of a measured voltage (which may be that of the voltage measurement step MU), of the output current calculated in step calculation method C1, the rotational speed of the rotor calculated at the speed calculation step V and the efficiency of the machine.
  • the machine in alternator mode can adapt its excitation current according to an instruction from the engine control unit or compare this load torque to a maximum load not to be exceeded.
  • the transmission step T1 can, in alternator mode, send the information of the mechanical load torque.
  • This load torque information can be information in addition to the current calculated or can replace the calculated current (send only the drag torque information in alternator mode).
  • the machine can send the load (drag torque) of the machine in alternator mode on the engine to the engine control unit so that it can control the engine accordingly.
  • the method comprises:
  • a step of receiving RCM limit mechanical load torque information by the electronic engine control unit is a step of receiving RCM limit mechanical load torque information by the electronic engine control unit
  • the calculation step lexc of the excitation current may be a function of the calculated mechanical load torque and the limit load torque received without being a function of the calculated battery voltage or in addition to the latter.
  • control method also comprises, in alternator mode:
  • step MU • "a step of comparing the voltage at the positive terminal in step MU to a predetermined charge voltage corresponding to a voltage above the battery voltage
  • a step of progressively increasing the excitation current so as to increase the voltage so that the voltage of the network is equal to the predetermined voltage ii. a step of comparing the load torque of the step CT and the limit load torque setpoint, iii. if the load torque reaches the limit load torque, a step of sending information to the engine control unit, iv. if the measured voltage is equal to the predetermined voltage, a step of increasing the excitation current if the calculated load torque is below the limit load torque and / or below a setpoint current.
  • the engine control unit can perform calculations and control the loads or the electric machine according to the information described above.
  • the current sensor 3 can be mounted in a direction said alternator direction such that the calculated value output current (alternator mode) can be positive and / or the input current value (motor mode if the machine is a starter alternator ) can be negative or the current sensor 3 can be mounted in the opposite direction, thus reversing the polarities of the output current and / or input if a motor mode exists on the machine.
  • control unit further comprises a method for diagnosing the current sensor.
  • the diagnostic process includes:
  • the inverse sign margin value is a value close to zero, for example X.
  • good sign is meant, if the control unit is configured to have a measurement of the current sensor 3 of a positive output current (alternator mode), the good sign is then positive and the opposite sign is negative.
  • the margin value is therefore a negative value close to zero for example -X.
  • the engine mode control unit is configured to have a measurement of the current sensor 3 of a negative input current and a positive sign margin value, for example X.
  • the margin value is therefore a positive value close to zero, for example X.
  • the control unit in motor mode is in this case configured to have a measurement of the current sensor 3 of a positive input current and a negative sign margin value.
  • the margin value allows when the actual output or input current is close to zero to accept a measuring error of the current sensor.
  • FIG. 3 graphically represents an embodiment of the example of this embodiment, the method comprises in motor mode: A step of checking the calculated input current value AME is greater than a positive margin value + Margin, this step can be performed by a comparison,
  • the current sensor 3 is mounted to measure the positive output current and the negative input current.
  • the control unit is configured for example in current sensor fault mode 3 to control the excitation current without calculating the current value.
  • control unit can control in the current sensor fault mode 3 the inverter without this measurement.
  • the control unit may further be configured to send an information signal to the engine control unit of the vehicle that the current sensor 3 is defective.
  • this information can be sent by coding in the BUS, in particular a LIN BUS.
  • FIG. 4 graphically illustrates a verification step according to an embodiment of the example of this embodiment that can be combined with the previous embodiment, in particular that of FIG. 3.
  • the control unit is configured to carry out the verification process in FIG. alternator mode comprising:
  • a verification step by verifying that the calculated output current value AMS is in a range limited by a negative margin value -Marge and a positive maximum output current value + Max,
  • the control unit calculates the current seen from an electrical machine reference, that is to say that the actual output current (in alternator mode) is a positive current and that the current actual input (in motor mode) is negative.
  • the control unit calculates the current seen from a battery repository, that is to say that it considers in its calculations that the actual output current (in alternator mode) is a current negative and that the actual input current (in motor mode) is positive.
  • the sensor can therefore also be mounted in the same direction as the reference frame seen battery side but can also be mounted in the reference direction seen machine.
  • the electric machine is an alternator and comprises only a rectifier and an alternator mode.
  • the control unit is then only configured to perform the steps in alternator mode of the control method.
  • the alternator then comprises a current sensor 3 and a control unit configured to calculate the output current and send information to the engine control unit as a function of this calculated output current.
  • the control unit may also be configured to include the verification method including that described in alternator mode.

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Abstract

Machine électrique (M) pour un véhicule automobile (V), la Machine électrique (M) comprenant au moins un mode alternateur et un mode moteur, la machine comprenant : - un stator comprenant des enroulements de phases, - une borne positive destinée à être reliée à une borne positive de la batterie, - un capteur de courant (3) monté entre un onduleur redresseur et la borne positive - une unité de contrôle (4) comprenant : i. une entrée reliée au capteur de courant, ii. une sortie apte à être reliée à une unité de commande électronique de moteur thermique du véhicule, l'unité de contrôle (4) étant configurée pour : - calculer une valeur de courant de sortie ou d'entrée en fonction du signal provenant du capteur de courant (3) par son entrée, - envoyer une information en fonction de la valeur de courant calculée par sa sortie à l'unité de commande électronique de moteur.

Description

Machine électrique pour un véhicule automobile comprenant un capteur de courant.
La présente invention concerne une machine électrique pour un véhicule automobile comprenant un capteur de courant. Une machine électrique comprenant un redresseur onduleur et des enroulements de phase dans le stator produit en mode alternateur de l’énergie électrique par ses enroulements de phases redressée par le redresseur. La machine électrique comprend en outre un rotor comprenant une bobine d’excitation.
Le courant de sortie du redresseur permet à la fois de recharger la batterie mais aussi alimenter l’ensemble des charges électriques du véhicule automobile.
Le nombre de charges électriques d’un véhicule automobile est de plus en plus important, et donc les charges demandent de plus en plus d’énergie électrique lorsque plusieurs d’entre elles sont alimentées.
L’unité de commande de moteur thermique peut connaître la consommation électrique directe des charges en fonctionnement. Cette information de consommation permet d’envoyer une consigne à la machine électrique pour qu’elle transforme l’énergie mécanique en énergie électrique permettant ainsi d’alimenter ces charges. Cette énergie mécanique transformée forme un couple de retenue
La vitesse de rotation et le courant fourni à la bobine d’excitation peut permettre à une unité de contrôle de calculer le couple de retenue de l’alternateur. Ce couple de retenue est aussi dépendant du courant de sortie du redresseur.
Le courant de sortie varie aussi en fonction d’autres paramètres tels que la température du stator. En effet, plus la température est élevée plus les enroulements de phases du stator ont une résistance élevée réduisant le courant de sortie. Cette température est aussi fonction de ce courant de sortie.
Dans le cas où l’unité de commande de moteur envoie une consigne à l’unité de contrôle élevée due à une forte consommation électrique des charges, il y a un risque que le courant de sortie soit insuffisant notamment dû à une température élevée ou/et que le couple prélevé soit trop important pouvant entraîner un calage du moteur thermique. Il y a donc un besoin pour l’unité de commande de moteur de connaître la capacité de transformation de l’énergie mécanique en énergie électrique de la machine électrique en mode alternateur, pour réduire la consommation de certaines charges du véhicule ou faire une sélection des charges à alimenter. Par exemple, l’unité de commande de moteur peut enlever le chauffage des fauteuils ou l’alimenter de manière intermittente ou encore réduire la puissance de climatisation ou encore réduire ou arrêter d’autres charges non sécuritaires pour la conduite du véhicule.
Il y a un besoin en outre pour l’unité de commande de moteur de connaître la capacité de transformation de l’énergie mécanique en énergie électrique de la machine électrique en mode alternateur, pour envoyer une consigne à l’alternateur sans risque de faire caler le moteur thermique.
L’invention permet de répondre au moins à une de ses problématiques.
L’invention concerne une machine électrique pour un véhicule automobile, la machine électrique comprenant au moins un mode alternateur et un mode moteur, la machine comprenant :
• un stator comprenant des enroulements de phases,
• une borne positive destinée à être reliée à une borne positive de la batterie,
• un onduleur redresseur électrique relié aux phases, l’onduleur redresseur étant configuré en mode alternateur pour redresser le courant alternatif des phases en courant continu et en mode moteur pour onduler un courant continu provenant de la borne positive en courant alternatif pour alimenter les enroulements de phases,
• un capteur de courant monté entre l’onduleur redresseur et la borne positive
• une unité de contrôle comprenant :
i. une entrée reliée au capteur de courant,
ii. une sortie apte à être reliée à une unité de commande électronique de moteur thermique du véhicule, l’unité de contrôle étant configurée pour : • calculer une valeur de courant de sortie ou d’entrée en fonction du signal provenant du capteur de courant par son entrée,
• envoyer par sa sortie une information en fonction de la valeur de courant calculée à l’unité de commande électronique de moteur. En effet, cela permet que l’unité de commande de moteur puisse connaître le courant produit pour le réseau ou une information dépendante de ce courant afin par exemple de soit réduire la consommation des charges électriques ou soit de modifier la consigne à l’alternateur ou encore d’augmenter l’accélération du moteur thermique pour éviter de caler.
Ainsi, le fait que la machine dispose d’un capteur de courant et puisse envoyer à l’unité de commande de moteur thermique du véhicule une information fonction de ce courant d’entrée ou de sortie permet d’être plus précis en commande la machine électrique. En effet, bien que l’unité de contrôle puisse connaître le courant d’excitation et la vitesse en mode alternateur, le courant de sortie est aussi fonction du rendement de la machine qui dépend de la température du stator mais aussi du point de fonctionnement de la machine : courant, tension, vitesse. Il s’ensuit que le courant de sortie permet d’avoir une caractéristique de la machine prenant en compte en mode alternateur le rendement de la machine. Selon un mode de réalisation, l’unité de contrôle est configurée pour calculer une estimation de température du stator en fonction de la valeur de courant de sortie calculée. Cela permet d’estimer la température de manière plus précise puisque la température du stator est dépendante du courant mesuré.
L’estimation de la température peut permettre de limiter le courant d’excitation pour ne pas mettre en danger la machine électrique ou encore l’estimation de la température peut aussi permettre le diagnostic d’un capteur de température du stator en comparant la valeur d’estimation et celle du capteur de température. L’unité de contrôle peut donc diagnostiquer un capteur défaillant si la différence entre les deux valeurs est au-delà d’une valeur prédéterminée et informer l’unité de commande de moteur thermique du véhicule que la machine est en mode de capteur de température défaillant. Ainsi l’unité de commande de moteur peut informer l’utilisateur mais aussi commander la machine électrique dans un mode défaillant. Le capteur de courant peut être monté dans un sens dit sens alternateur tel que la valeur calculée en courant de sortie (mode alternateur) puisse être positive et/ou la valeur calculée courant d’entrée (mode moteur si la machine est un alternateur démarreur) puisse être négative ou le capteur de courant peut être monté dans le sens inverse, inversant donc les polarités du courant sortie et/ou entrée si un mode moteur existe sur la machine).
Selon un mode de réalisation, pouvant dépendre du mode de réalisation précédent, la machine électrique pour un véhicule automobile comprend une entrée de batterie destinée à être connectée à la borne positive de la batterie et comprend un mode moteur, dans laquelle l’unité de contrôle est configurée pour : mesurer la tension à la borne positive, calculer une valeur perte câble en multipliant un coefficient par la valeur de courant de sortie en valeur absolue calculée, calculer une valeur d’estimation de la tension de la batterie en mode moteur en ajoutant la valeur perte câble à la tension mesurée commander le redresseur onduleur en fonction de cette estimation de la tension batterie.
En outre, cela peut permettre en mode moteur d’estimer la tension du réseau et donc de la chute de tension et ainsi commander l’alternateur-démarreur selon cette chute de tension afin de ne pas être en dessous d’une tension de réseau prédéterminée qui peut être fonction des charges de conduites du véhicule. En effet, certaines charges de conduite peuvent être inefficaces ou en arrêt lorsque leur tension est en dessous de cette tension prédéterminée.
Bien entendu, le courant peut être calculé avec son signe et le coefficient est négatif si le capteur est monté dans le sens inverse et est positif si le capteur est monté dans le sens alternateur.
Selon un mode de réalisation, pouvant dépendre des modes de réalisation précédents, la machine électrique pour un véhicule automobile comprend une entrée de batterie destinée à être connectée à la borne positive de la batterie, dans laquelle l’unité de contrôle est configurée pour : · mesurer la tension à la borne positive, • calculer une valeur perte câble en multipliant un coefficient par la valeur de courant de sortie en valeur absolue calculée,
• calculer une valeur d’estimation de la tension de la batterie en mode alternateur en soustrayant la valeur de perte câble à la tension mesurée
• commander le courant d’excitation en fonction de cette estimation de la tension batterie.
Cela permet de pouvoir être plus précis lors de la commande du courant d’excitation par régulation de tension. En effet cela permet de s’assurer que la charge de la batterie se fait bien avec une tension prédéterminée à ces bornes, par exemple 14v pour une batterie de 12v.
Selon un mode de réalisation, pouvant dépendre des modes de réalisation précédents, la machine électrique pour un véhicule automobile, comprend
• un rotor comprenant une bobine d’excitation,
• un capteur de position du rotor,
• l’unité de contrôle comprenant :
• une entrée reliée au capteur de position du rotor
• une sortie de courant d’excitation pour alimenter le rotor de la machine électrique, l’unité de contrôle étant configurée pour en mode alternateur :
• calculer une vitesse du rotor par le biais des signaux du capteur de mouvement
• calculer un couple de charge mécanique prélevé en fonction d’une tension mesurée, du courant de sortie calculé, de la vitesse de rotation du rotor calculée et du rendement de la machine.
Cela permet par exemple que la machine en mode alternateur puisse adapter son courant d’excitation selon une consigne de l’unité de commande de moteur ou comparer ce couple de charge appelé aussi couple de trainée sur le moteur thermique à une charge maximum à ne pas dépasser. Selon un exemple du mode de réalisation précédent, l’information envoyée est, en mode alternateur, le couple de charge mécanique prélevé.
Ainsi, la machine peut envoyer la charge (couple de trainée) de la machine en mode alternateur sur le moteur thermique à l’unité de commande de moteur thermique afin que celle-ci puisse commander en conséquence le moteur thermique.
Selon un exemple du mode de réalisation précédent, pouvant se combiner avec l’exemple précédent, l’unité de contrôle comprend :
• une entrée unité de commande de moteur apte à être reliée à l’unité de commande électronique de moteur du véhicule, et dans lequel l’unité de contrôle est configurée pour :
• recevoir une information de couple de charge mécanique limite par l’unité de commande électronique de moteur,
• calculer le courant d’excitation à fournir au rotor en fonction du couple de charge mécanique calculé et du couple de charge mécanique limite reçu.
Cela permet que la machine en mode alternateur puisse adapter son courant d’excitation selon cette consigne de l’unité de commande de moteur.
Selon une réalisation de l’exemple précédent, l’unité de contrôle est configurée pour en mode alternateur :
• mesurer la tension du réseau entre la borne positive de la machine électrique et la masse de la machine électrique,
• comparer la tension du réseau mesurée à une tension de charge prédéterminée correspondant à une tension au-dessus de la tension de la batterie,
• si la tension de réseau diminue en dessous de la tension prédéterminée
i. augmenter progressivement le courant d’excitation de manière à augmenter la tension pour que la tension du réseau soit égale à la tension prédéterminée, ii. comparer le couple de charge et le couple de charge limite consigne, iii. si le couple de charge atteint le couple de charge limite, envoyer une information à l’unité de commande de moteur, iv. si la tension mesurée est égale ou inférieure à la tension prédéterminée, augmenter le courant d’excitation si le couple de charge calculé est en dessous du couple de charge limite ou/et le courant est en dessous d’un courant de consigne.
Ainsi dans le cas où le couple de charge atteint le couple de charge limite, cela permet d’informer l’unité de commande de moteur thermique que la machine ne peut plus augmenter la tension et que soit la batterie fournira le courant aux charges soit l’unité de commande de moteur doit changer le couple de charge limite ou diminuer ses charges. Ainsi, si la machine en mode alternateur est arrivée au maximum de sa fourniture de puissance possible, l’unité de commande de moteur peut modifier sa commande pour prendre en compte cette limitation et réduire la charge électrique sur le réseau ou encore augmenter le couple de charge limite si la machine électrique n’est pas à son maximum de puissance possible. Dans le cas où la machine en mode alternateur ayant une usure par exemple des balais ou de ses diodes ou de ses transistors etc... et donc un moins bon rendement, l’unité de commande de moteur peut modifier sa commande pour prendre en compte cette usure de la machine électrique en surévaluant sa commande couple de charge limite. Selon un mode de réalisation, pouvant dépendre des modes de réalisation précédents, l’information envoyée par l’unité de contrôle est la valeur de courant calculée.
Ainsi, l’unité de commande de moteur thermique peut réaliser des calculs et commander les charges ou la machine électrique en fonction de cette information. Par exemple, l’unité de commande de moteur peut calculer le couple de trainée en mode alternateur sur le moteur thermique en fonction de la vitesse du moteur thermique (vitesse déjà obtenue par l’unité de commande de moteur) et de ce courant de sortie calculé. Le fait que ce calcul soit fait par l’unité de commande de moteur permet un gain de place de mémoire de calcul dans l’unité de contrôle. Selon un mode de réalisation, pouvant dépendre des modes de réalisation précédents, l’unité de contrôle est configurée pour coder et décoder des informations transmises par un BUS notamment un bus LIN ou CAN. Notamment l’entrée unité de commande électronique de moteur décrite précédemment, est connectée au même BUS que l’information envoyée par l’unité de contrôle.
Cependant, un tel capteur de courant doit être fiable. En effet, une mauvaise information pourrait engendrer une plus mauvaise commande de l’unité de commande de moteur que sans connaissance de cette information.
Ainsi, il existe un besoin de s’assurer que l’information soit suffisamment précise pour améliorer la commande de l’unité de commande de moteur.
Selon un mode de réalisation pouvant dépendre des modes de réalisation précédents l’unité de contrôle est configurée pour:
-vérifier que la valeur de courant calculée soit du bon signe en le comparant à une valeur marge de signe inverse, si la valeur de courant calculée est aussi de signe inverse et est plus éloignée de zéro que la valeur de signe inverse alors mettre en mode dégradé la machine électrique. Cela permet de vérifier que le capteur de courant ne soit ni monté à l’envers ou encore ne soit pas dégradé. La valeur de marge de signe inverse est une valeur proche de zéro, par exemple X.
Par bon signe on entend, si l’unité de contrôle est configurée pour avoir une mesure du capteur de courant d’un courant de sortie (mode alternateur) positif, le bon signe est alors positif et le signe inverse est négatif. La valeur de marge est donc une valeur négative proche de zéro par exemple-X. L’unité de contrôle en mode moteur est dans ce cas configurée pour avoir une mesure du capteur de courant d’un courant d’entrée négatif et une valeur de marge de signe positive par exemple X.
A l’inverse, si l’unité de contrôle est configurée pour avoir une mesure du capteur de courant d’un courant de sortie (mode alternateur) négatif, la valeur de marge est donc une valeur positive proche de zéro par exemple X. L’unité de contrôle en mode moteur est dans ce cas configurée pour avoir une mesure du capteur de courant d’un courant d’entrée positif et une valeur de marge de signe négatif.
Selon une réalisation de ce mode de réalisation, l’unité de contrôle est configurée pour en mode moteur : Vérifier que la valeur de courant d’entrée calculée soit comprise dans une plage limitée par une valeur marge positive,
Si la valeur de courant calculée est supérieure à cette valeur marge positive commander l’alimentation du courant d’excitation du rotor et l’onduleur en mode dégradé en ne prenant plus en compte les mesures du courant du capteur de courant.
La valeur de marge permet lorsque le courant de sortie ou d’entrée réel est proche de zéro d’accepter une erreur de mesure du capteur de courant.
L’unité de contrôle est configurée, par exemple en mode défaut de capteur de courant, pour commander le courant d’excitation sans le calcul de la valeur de courant.
Si la machine électrique est un alternateur démarreur, l’unité de contrôle peut commander en mode dégradé de capteur de courant l’onduleur sans cette mesure.
La commande de la machine électrique sans ce calcul de mesure de courant est réduite mais le mode dégradé permet tout de même de pouvoir continuer à utiliser la machine électrique.
L’unité de contrôle peut en outre être configurée pour envoyer un signal d’information à l’unité de commande de moteur thermique du véhicule que le capteur de courant est défectueux. Dans le cas d’un bus entre la machine électrique et l’unité de commande de moteur thermique, cette information peut être envoyé par codage dans le BUS, notamment un BUS LIN.
Selon un exemple de ce mode de réalisation l’unité de contrôle est configurée pour :
- vérifier que la valeur de courant calculée soit comprise dans une plage limitée par la valeur de courant de l’autre signe et une valeur de courant maxi du bon signe, - si la valeur de courant calculée est en dehors de cette plage mettre en mode capteur de courant dégradé la machine électrique.
Cela permet en outre de vérifier que le capteur de courant ne soit pas dégradé en surestimant le courant mesuré. la valeur de courant maxi du bon signe pouvant être une valeur prédéterminée ou calculée en fonction du courant d’excitation et de la vitesse de rotation calculée ou encore, si la machine électrique est un alternateur démarreur, calculée en fonction du courant d’excitation, de la vitesse de rotation et d’un rapport de modulation de largeur d'impulsion de la commande de l’onduleur.
Selon une réalisation de l’exemple de ce mode de réalisation pouvant se combiner à la réalisation précédente, l’unité de contrôle est configurée pour commander en mode alternateur : Vérifier que la valeur de courant de sortie calculée soit comprise dans une plage limitée par une valeur courant sortie min négative et une valeur courant sortie maxi positive,
Si la valeur de courant calculée est en dehors de cette plage, commander l’alimentation du courant d’excitation du rotor en mode dégradé en ne prenant plus en compte les mesures du courant du capteur de courant.
Selon une autre réalisation de ces deux réalisations de l’exemple de ce mode de réalisation, la valeur de courant sortie min est positive et la valeur de courant sortie maxi est négative. Bien entendu dans le cas où la machine électrique est un alternateur démarreur, la valeur courant entrée min est négative et la valeur courant sortie maxi est positive.
Selon une autre invention, la machine électrique est un alternateur et comprend uniquement un redresseur et un mode alternateur. L’unité de contrôle est alors uniquement configurée pour réaliser les étapes en mode alternateur. L’alternateur comprend alors un capteur de courant et une unité de contrôle configurée pour calculer le courant de sortie et envoyer une information à l’unité de commande de moteur thermique en fonction de ce courant de sortie calculé. L’unité de contrôle peut en outre être configurée pour comprendre :
-une étape de vérification du courant comme précédemment décrit. Il
BREVES DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :
La figure 1 , une représentation schématique d’une machine électrique connectée à une unité de commande de moteur selon l’invention,
La figure 2 représente schématiquement une partie d’un procédé de commande de la machine électrique,
La figure 3, une représentation schématique d’un exemple de vérification du calcul de courant selon l’invention ; La figure 4, une représentation schématique d’un autre exemple de vérification du calcul de courant selon l’invention ;
Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de références identiques sur l’ensemble des figures.
DESCRIPTION DETAILLEE D’AU MOINS UN MODE DE REALISATION La figure 1 représente schématiquement une machine électrique M pour un véhicule automobile V connectée à une unité de commande de moteur U appelée aussi unité de commande électronique U et une borne positive d’une batterie B selon l’invention comprend une partie électromagnétique 1 comprenant un rotor et un stator.
Le stator comprend des enroulements de phases pour transformer l’énergie mécanique en énergie électrique en mode alternateur. La machine comprend en outre un convertisseur électrique appelé aussi onduleur redresseur 2 relié aux phases, le convertisseur 2 étant configuré pour en mode alternateur redresser le courant alternatif des enroulements de phase en courant continu. Le convertisseur est en mode moteur un onduleur pour onduler un courant continu provenant d’une borne positive raccordée à la batterie B en courant alternatif pour alimenter les enroulements de phases.
Le rotor comprend une bobine d’excitation et des roues polaires ayant des griffes entourant la bobine d’excitation. La machine électrique M comprend une unité de contrôle 4 pour commander le courant fourni à la bobine d’excitation du rotor, appelé courant d’excitation. L’unité de contrôle peut par exemple être un circuit intégré propre à une application (ASIC).
Dans le cas où la machine M est un alternateur, le convertisseur 2 peut être un redresseur de type pont à diode ou redresseur ayant des transistors
La figure 1 représente le cas où la machine électrique M peut être un alternateur-démarreur, appelé aussi alterno-démarreur. Dans ce cas le convertisseur 2 est un redresseur onduleur comprenant des transistors, notamment des transistors à effet de champ à structure métal-oxyde-semiconducteur et l’unité de contrôle 4 peut, dans un mode moteur de la machine électrique M, commander l’alimentation des enroulements de phase en commandant le convertisseur 2 en mode onduleur.
La machine électrique M comprend une borne positive destinée à être reliée à une borne positive de la batterie B.
La masse de chaque élément n’est pas représentée sur le schéma de manière à être plus lisible. Les trais en gras représentent la connexion puissance entre deux éléments et en trait fin la connexion commande entre deux éléments.
L’unité de commande de moteur U est reliée à l’unité de contrôle 4 de la machine M, notamment par un BUS LIN. L’unité de commande de moteur U peut ainsi commander la machine M en envoyant des informations à l’unité de contrôle 4. L’unité de contrôle 4 peut aussi envoyer des informations par ce bus à l’unité de commande de moteur U. L’unité de commande de moteur commande aussi des charges électriques C du véhicule et est alimentée par la batterie B. L’unité de contrôle comprend donc une entrée et une sortie reliée par le BUS LIN à l’unité de commande de moteur pour s’envoyer des informations. Les informations pourraient aussi être envoyées sans bus mais uniquement filaire ou encore par onde sans fil.
La machine électrique comprend en outre un capteur de courant 3 monté entre le convertisseur 2 et la borne positive reliée à la batterie B ou peut être intégré au convertisseur. Le capteur de courant 3 comprend une sortie de signal connectée à une entrée de l’unité de contrôle 4. L’unité de contrôle 4 est configurée pour réaliser les étapes du procédé de commande décrit ci-dessous. La figure 2 représente schématiquement des étapes du procédé de commande.
Le procédé de commande comprend : Une étape de réception RI de signaux de capteur de courant,
Une étape de calcul Cl d’une valeur de courant de sortie ou d’entrée en fonction des signaux provenant du capteur de courant,
Une étape de transmission d’information Tl à l’unité de commande de moteur en fonction de la valeur de courant calculée appelée aussi courant calculé L’information peut être le courant calculé mais peut-être d’autres valeurs en fonction de ce courant calculé. D’autres exemples d’informations sont décrits ci-après. Bien entendu, l’unité de contrôle peut transmettre d’autres informations qui ne sont pas fonction du courant calculé et peut aussi envoyer plusieurs informations en fonction du courant calculé. Selon un mode de réalisation, le procédé de commande comprend une étape de calcul TE d’une estimation de température du stator en fonction de la valeur de courant de sortie calculée.
L’estimation de la température peut être en fonction d’autres informations I reçues ou calculées telles que par exemple la vitesse de rotation du rotor, le courant d’excitation, la température d’un autre élément de la machine tel que par exemple l’unité de contrôle etc
L’estimation de la température peut permettre de limiter le courant d’excitation pour ne pas mettre en danger la machine.
Selon un mode de réalisation, pouvant dépendre du mode de réalisation précédent, le procédé comprend en outre :
Une étape de mesure MU de la tension à la borne positive de la machine,
Une étape de calcul d’une valeur perte câble PC en multipliant un coefficient par la valeur de courant de sortie en valeur absolue calculée, Une étape de calcul d’une valeur d’estimation de la tension de la batterie Ubat en mode moteur en ajoutant la valeur perte câble à la tension mesurée ou en mode alternateur en soustrayant la valeur de perte câble à la tension mesurée
Une étape de commande Ond commandant le redresseur onduleur en fonction de cette estimation de la tension batterie en mode moteur ou
Une étape de commande lexc commandant la valeur de courant à fournir du courant d’excitation dans la bobine d’excitation en fonction de cette estimation de la tension batterie.
Cela permet de pouvoir être plus précis lors de la commande du courant d’excitation par régulation de tension. En effet cela permet de s’assurer que la charge de la batterie se fait bien avec une tension prédéterminée à ces bornes, par exemple 14v pour une batterie de 12v.
Selon un mode de réalisation, pouvant dépendre des modes de réalisation précédents, la machine électrique comprenant en outre un capteur de position du rotor, le procédé de commande comprend en outre en mode alternateur,
Une étape de réception de signal de la position du rotor PR,
• une étape de calcul d’une vitesse du rotor V par le biais des signaux du capteur de mouvement,
• une étape de calcul d’un couple de traînée CT appelé aussi couple de charge mécanique prélevé en fonction d’une tension mesurée (pouvant être celle de l’étape de mesure de tension MU), du courant de sortie calculé à l’étape de calcul de courant Cl, de la vitesse de rotation du rotor calculée à l’étape de calcul de vitesse V et du rendement de la machine.
Cela permet par exemple que la machine en mode alternateur puisse adapter son courant d’excitation selon une consigne de l’unité de commande de moteur ou comparer ce couple de charge à une charge maximum à ne pas dépasser.
Selon un exemple du mode de réalisation précédent, l’étape de transmission Tl peut, en mode alternateur, envoyer l’information du couple de charge mécanique. Cette information de couple de charge peut être une information en plus du courant calculé ou peut remplacer le courant calculé (envoyer uniquement l’information couple de trainée en mode alternateur).
Ainsi, la machine peut envoyer la charge (couple de trainée) de la machine en mode alternateur sur le moteur thermique à l’unité de commande de moteur thermique afin que celle-ci puisse commander en conséquence le moteur thermique.
Selon un exemple du mode de réalisation précédent, pouvant se combiner avec l’exemple précédent, le procédé comprend :
• une étape de réception d’une information de couple de charge mécanique limite RCM par l’unité de commande électronique de moteur,
• et dans lequel l’étape de calcul lexc du courant d’excitation est en fonction du couple de charge calculé et du couple de charge limite reçu.
L’étape de calcul lexc du courant d’excitation peut être en fonction du couple de charge mécanique calculé et du couple de charge limite reçu sans être fonction de la tension batterie calculée ou être en fonction de cette dernière en plus.
Selon une réalisation de l’exemple précédent non représentée sur la figure 2, le procédé de commande comprend en outre en mode alternateur :
• «une étape de comparaison de la tension à la borne positive à l’étape MU à une tension de charge prédéterminée correspondant à une tension au-dessus de la tension de la batterie,
• si la tension de réseau diminue en dessous de la tension prédéterminée : une étape d’augmentation progressivement le courant d’excitation de manière à augmenter la tension pour que la tension du réseau soit égale à la tension prédéterminée, ii. une étape de comparaison du couple de charge de l’étape CT et le couple de charge limite consigne, iii. si le couple de charge atteint le couple de charge limite, une étape d’envoi d’une information à l’unité de commande de moteur, iv. si la tension mesurée est égale à la tension prédéterminée, une étape d’augmentation du courant d’excitation si le couple de charge calculé est en dessous du couple de charge limite ou/et en dessous d’un courant de consigne.
Ainsi, l’unité de commande de moteur thermique peut réaliser des calculs et commander les charges ou la machine électrique en fonction des informations décrites précédemment.
Le capteur de courant 3 peut être monté dans un sens dit sens alternateur tel que la valeur calculée en courant de sortie (mode alternateur) puisse être positive et/ou la valeur de courant d’entrée (mode moteur si la machine est un alternateur démarreur) puisse être négative ou le capteur de courant 3 peut être monté dans le sens inverse, inversant donc les polarités du courant sortie et/ou entrée si un mode moteur existe sur la machine.
Selon un mode de réalisation l’unité de contrôle comprend en outre un procédé de diagnostic du capteur de courant. Le procédé de diagnostique comprend :
-une étape de vérification du courant calculé soit du bon signe en le comparant à une valeur marge de signe inverse,
-une étape de mise en mode dégradé du capteur de courant 3 si le courant calculé est aussi de signe inverse et est plus éloigné de zéro que la valeur de signe inverse.
Cela permet de vérifier que le capteur de courant 3 ne soit ni monté à l’envers ou encore ne soit pas dégradé. La valeur de marge de signe inverse est une valeur proche de zéro, par exemple X.
Par bon signe on entend, si l’unité de contrôle est configurée pour avoir une mesure du capteur de courant 3 d’un courant de sortie (mode alternateur) positif, le bon signe est alors positif et le signe inverse est négatif. La valeur de marge est donc une valeur négative proche de zéro par exemple-X. L’unité de contrôle en mode moteur est dans ce cas configurée pour avoir une mesure du capteur de courant 3 d’un courant d’entrée négatif et une valeur de marge de signe positive par exemple X. A l’inverse, si l’unité de contrôle est configurée pour avoir une mesure du capteur de courant 3 d’un courant de sortie (mode alternateur) négatif, la valeur de marge est donc une valeur positive proche de zéro par exemple X. L’unité de contrôle en mode moteur est dans ce cas configurée pour avoir une mesure du capteur de courant 3 d’un courant d’entrée positif et une valeur de marge de signe négatif.
La valeur de marge permet lorsque le courant de sortie ou d’entrée réel est proche de zéro d’accepter une erreur de mesure du capteur de courant.
La figure 3 représente graphiquement une réalisation de l’exemple de ce mode de réalisation, le procédé comprend en mode moteur : Une étape de vérification de la valeur de courant d’entrée calculée AME soit supérieure à une valeur de marge positive +Marge, cette étape peut être réalisée par une comparaison,
Si la valeur de courant d’entrée calculée AME est supérieure à cette valeur de marge positive, une étape de commande de l’alimentation du courant d’excitation du rotor lexc et l’onduleur en mode dégradé en ne prenant plus en compte les mesures du courant AME du capteur de courant, et une étape de mise en défaut capteur de courant.
Dans cet exemple le capteur de courant 3 est monté de manière à mesurer le courant de sortie positif et le courant d’entrée négatif. L’unité de contrôle est configurée par exemple en mode défaut de capteur de courant 3 pour commander le courant d’excitation sans le calcul de la valeur de courant.
Si la machine électrique est un alternateur démarreur, l’unité de contrôle peut commander en mode défaut de capteur de courant 3 l’onduleur sans cette mesure.
La commande de la machine électrique sans ce calcul de mesure de courant est réduite mais le mode dégradé permet tout de même de pouvoir continuer à utiliser la machine électrique.
L’unité de contrôle peut en outre être configurée pour envoyer un signal d’information à l’unité de commande de moteur thermique du véhicule que le capteur de courant 3 est défectueux. Dans le cas d’un bus entre la machine électrique et l’unité de commande de moteur thermique, cette information peut être envoyée par codage dans le BUS, notamment un BUS LIN. Un exemple de ce mode de réalisation dans lequel le procédé de diagnostique comprend:
- une étape de vérification de la valeur de courant calculée en vérifiant que la valeur soit comprise dans une plage limitée par la valeur de courant de marge de signe inverse et une valeur de courant maxi du bon signe,
- si la valeur de courant calculée est en dehors de cette plage, une étape de mise en mode capteur de courant 3 dégradé de la machine électrique.
Cela permet en outre de vérifier que le capteur de courant 3 ne soit pas dégradé en surestimant le courant mesuré. La valeur de courant maxi du bon signe peut être une valeur prédéterminée ou calculée en fonction du courant d’excitation et de la vitesse de rotation calculée ou encore si la machine électrique est un alternateur démarreur calculée en fonction du courant d’excitation, de la vitesse de rotation et d’un rapport de modulation de largeur d'impulsion de la commande de l’onduleur. La figure 4 illustre graphiquement une étape de vérification selon une réalisation de l’exemple de ce mode de réalisation pouvant se combiner à la réalisation précédente, notamment celle de la figure 3. L’unité de contrôle est configurée pour réaliser le procédé de vérification en mode alternateur comprenant :
Une étape de vérification en vérifiant que la valeur de courant de sortie calculée AMS soit comprise dans une plage limitée par une valeur de marge négative -Marge et une valeur courant sortie maxi positive +Max,
Si la valeur de courant de sortie calculée AMS est en dehors de cette plage, une étape de commande de l’alimentation du courant d’excitation du rotor lexc en mode dégradé en ne prenant plus en compte les mesures du courant du capteur de courant 3 et une étape de mise en mode défaut capteur de courant 3.
Selon une autre réalisation non représentée, dans le cas où le capteur est monté (volontairement) à l’envers, c’est-à-dire que le capteur mesure un courant de sortie négatif et un courant d’entrée positif, la valeur de courant sortie min est donc positive et la valeur de courant sortie maxi est négative. Bien entendu dans ce cas dans le cas où la machine électrique est un alternateur démarreur en mode moteur, la valeur de marge est une valeur de marge négative. Dans les exemples décris ci-dessus, l’unité de contrôle calcule le courant vu d’un référentiel machine électrique, c’est-à-dire que le courant de sortie réel (en mode alternateur) est un courant positif et que le courant d’entrée réel (en mode moteur) est négatif. Bien entendu, il est possible que l’unité de contrôle calcule le courant vu d’un référentiel batterie, c’est-à-dire qu’il considère dans ses calculs que le courant de sortie réel (en mode alternateur) est un courant négatif et que le courant d’entrée réel (en mode moteur) est positif. Le capteur peut donc aussi être monté dans le même sens que ce référentiel vu coté batterie mais peut aussi être monté dans le sens référentiel vu machine. Selon une autre invention, la machine électrique est un alternateur et comprend uniquement un redresseur et un mode alternateur. L’unité de contrôle est alors uniquement configurée pour réaliser les étapes en mode alternateur du procédé de commande. L’alternateur comprend alors un capteur de courant 3 et une unité de contrôle configurée pour calculer le courant de sortie et envoyer une information à l’unité de commande de moteur thermique en fonction de ce courant de sortie calculé. L’unité de contrôle peut en outre être configurée pour comprendre le procédé de vérification notamment celui décrit en mode alternateur.
Bien entendu, les caractéristiques, les variantes et les différentes formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique.

Claims

Revendications
1. Machine électrique (M) pour un véhicule automobile (V), la machine électrique (M) comprenant au moins un mode alternateur et un mode moteur, la machine comprenant :
• un stator comprenant des enroulements de phases,
• une borne positive destinée à être reliée à une borne positive de la batterie (B),
• un onduleur redresseur électrique (2) relié aux phases, l’onduleur redresseur (2) étant configuré en mode alternateur pour redresser le courant alternatif des phases en courant continu et en mode moteur pour onduler un courant continu provenant de la borne positive en courant alternatif pour alimenter les enroulements de phases,
• un capteur de courant (3) monté entre l’onduleur redresseur (2) et la borne positive
• une unité de contrôle (4) comprenant :
i. une entrée reliée au capteur de courant,
ii. une sortie apte à être reliée à une unité de commande électronique (U) de moteur thermique du véhicule (V), l’unité de contrôle (4) étant configurée pour :
• calculer une valeur de courant de sortie ou d’entrée (Cl) en fonction du signal provenant du capteur de courant (3) par son entrée,
• envoyer une information (Ti) en fonction de la valeur de courant calculée par sa sortie à l’unité de commande électronique de moteur.
2. Machine électrique (M) pour un véhicule automobile (V), selon la revendication précédente, dans laquelle l’unité de contrôle (4) est configurée pour calculer une estimation de température (TE) du stator en fonction de la valeur de courant de sortie calculée.
3. Machine électrique (M) pour un véhicule automobile (V), selon la revendication 1 ou 2, comprenant une entrée de batterie destinée à être connectée à la borne positive de la batterie, comprenant un mode moteur, dans laquelle l’unité de contrôle (4) est configurée pour :
• mesurer la tension (MU) à la borne positive,
• calculer une valeur perte câble (PC) en multipliant un coefficient par la valeur de courant de sortie en valeur absolue calculée,
• calculer une valeur d’estimation de la tension de la batterie (Ubat) en mode moteur en ajoutant la valeur perte câble à la tension mesurée,
• commander le redresseur onduleur (Ond) en fonction de cette estimation de la tension batterie.
4. Machine électrique (M) pour un véhicule automobile (V), selon l’une des revendications précédentes, comprenant
• un rotor comprenant une bobine d’excitation,
• un capteur de position du rotor,
• l’unité de contrôle (4) comprenant :
• une entrée reliée au capteur de position du rotor
• une sortie de courant d’excitation pour alimenter le rotor de la machine électrique,
l’unité de contrôle (4) étant configurée pour en mode alternateur :
• calculer une vitesse du rotor (V) par le biais des signaux du capteur de mouvement,
• calculer un couple de charge mécanique prélevé (CT) en fonction d’une tension mesurée, du courant de sortie calculé, de la vitesse de rotation du rotor calculée et du rendement de la machine.
5. Machine électrique (M) pour un véhicule automobile (V), selon la revendication précédente, dans laquelle l’information envoyée est, en mode alternateur, le couple de charge mécanique prélevé.
6. Machine électrique (M) pour un véhicule automobile (V), selon la revendication 4 ou 5, dans laquelle l’unité de contrôle (4) comprend : • une entrée unité de commande de moteur apte à être reliée à l’unité de commande électronique de moteur (U) du véhicule,
et dans lequel l’unité de contrôle (4) est configurée pour :
• recevoir une information de couple de charge mécanique limite (RCM) par l’unité de commande électronique de moteur,
• calculer le courant d’excitation (lexc) à fournir au rotor en fonction du couple de charge mécanique prélevé calculé et du couple de charge mécanique limite reçu.
7. Machine électrique (M) pour un véhicule automobile (V) selon la revendication 6, comprenant dans laquelle l’unité de contrôle (4) est configurée pour en mode alternateur:
• mesurer la tension du réseau entre la borne positive de la Machine électrique (M) et la masse de la machine électrique,
• comparer la tension du réseau mesurée (MU) à une tension de charge prédéterminée correspondant à une tension au dessus de la tension de la batterie,
• si la tension de réseau diminue en dessous de la tension prédéterminée: i. augmenter progressivement le courant d’excitation de manière à augmenter la tension pour que la tension du réseau soit égale à la tension prédéterminé,
ii. comparer le couple de charge (CT) et le couple de charge limite consigne,
iii. si le couple de charge atteint le couple de charge limite, envoyer une information à l’unité de commande de moteur, iv. si la tension mesurée est égale à la tension prédéterminée augmenter le courant d’excitation si le couple de charge calculé est en dessous du couple de charge limite ou/et en dessous d’un courant de consigne.
8. Machine électrique (M) pour un véhicule automobile (V), selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’information envoyée par l’unité de contrôle (4) est la valeur de courant calculée.
9. Machine électrique (M) pour un véhicule automobile (V), selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’unité de contrôle (4) est configurée pour coder et décoder des informations transmises par un BUS notamment un bus LIN ou CAN.
10. Machine électrique (M) pour un véhicule automobile (V) selon la revendication 8 et 9, dans laquelle l’entrée unité de commande électronique de moteur est connecté au même BUS que l’information envoyée par l’unité de contrôle.
11. Machine électrique (M) pour un véhicule automobile (V) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’unité de contrôle (4) est configurée pour vérifier que le courant calculé soit du bon signe en le comparant à une valeur de signe inverse, si le courant calculée est de signe inverse et est plus éloignée de zéro que la valeur de signe inverse alors mettre en mode dégradé la machine électrique.
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