Brevet FR3073692A1 — publié le 20190517

Alternateur démarreur pour un véhicule automobile La présente invention concerne un alternateur démarreur pour un véhicule automobile. Il est connu des alternateurs démarreurs pour véhicule automobile, permettant à la fois de réaliser la fonction d'alternateur pour recharger la batterie et alimenter les différentes charges du réseau de bord telles que la direction assistée, le chauffage, les feux de routes, l'autoradio etc... et à la fois capable de démarrer le moteur thermique ou de redémarrer le moteur thermique qui est en train de s'arrêter. Lorsqu'on est en phase de redémarrage, l'alternateur démarreur fonctionne comme un moteur, la batterie fournit du courant à un stator du moteur et au rotor. Ainsi l'alternateur démarreur, appelé aussi l'aterno-démarreur fonctionne comme une charge sur la batterie, lequel lors de son alimentation produit un appel de courant qui fait chuter le réseau de bord. Il existe un besoin de gagner en CO2 pour les véhicules automobiles, pour cela un moyen est de couper le moteur thermique sur le véhicule roulant lorsque le moteur thermique n'applique plus de couple sur les roues du véhicule, c'est par exemple le cas quand le véhicule descend une pente ou ralentit. Cependant certaines des charges ne fonctionnent pas en dessous d'une tension de réseau de bord limite. Certaines de ces charges peuvent être des charges d'aide à la conduite par exemple l'aide au freinage, la direction assistée. En cas de redémarrage d'un moteur thermique d'un véhicule roulant, que ce soit avec un démarreur ou un alternateur démarreur, l'appel de courant lors du démarrage est tel que le réseau de bord peut chuter en dessous de cette tension de réseau de bord limite, empêchant les charges pour l'aide à la conduite de fonctionner. Il existe un besoin de trouver une solution pour permettre à ces charges de continuer à fonctionner lors d'un démarrage de moteur thermique. L'invention concerne un alternateur démarreur pour véhicule automobile comprenant : -un stator, comprenant au moins un enroulement de phase, 2 -un rotor comprenant une bobine d'excitation, mobile en rotation par rapport au stator, -un redresseur onduleur comprenant au moins deux types de transistors raccordés à chaque enroulement de phase : 5 - un type transistor positive d'enroulement de phase destiné à être relié à une borne positive d'une batterie de véhicule, - un type transistor négative d'enroulement de phase destiné à être relié à une borne négative de la batterie, -une unité de contrôle comprenant des sorties reliées à la commande de chaque 10 type de transistor d'enroulement de phase du redresseur onduleur, l'unité de contrôle comprenant : -des modes de fonctions parmi au moins un mode alternateur et un mode démarreur -une entrée de signal du mode de fonction pour sélectionner le mode de fonction, cette entrée étant adaptée à être raccordée à une unité de commande de moteur du 15 véhicule, et en ce que l'unité de contrôle, au moins en mode démarreur, est configurée pour envoyer par au moins une sortie de commande de transistor une modulation de largeur d'impulsion pour commander les transistors d'enroulement de phase pendant un angle d'ouverture électrique de la phase correspondante, et en ce qu'un rapport 20 cyclique c de modulation, exprimé en pourcentage et égale à 100* la somme des temps de largeurs d'impulsion d'alimentation d'un transistor divisée par la durée de l'angle d'ouverture électrique de la phase, est compris entre 0 et REVENDICATIONS1. Alternateur démarreur (A) pour véhicule automobile comprenant : -un stator (2), comprenant des enroulements de phases, -un rotor (1) comprenant une bobine d'excitation, mobile en rotation par rapport au stator (2), -un redresseur onduleur (4) comprenant au moins deux types de transistors raccordés à chaque enroulement de phase : - un type transistor positive d'enroulement de phase destiné à être relié à une io borne positive d'une-batterie (C) de véhicule, - un type transistor négative d'enroulement de phase destiné à être relié à une borne négative de la batterie (C), -une unité de contrôle (3) comprenant des sorties reliées à la commande de chaque type de transistor d'enroulement de phase du redresseur onduleur (4), l'unité de 15 contrôle (3) comprenant : -des modes de fonctions parmi au moins un mode alternateur et un mode démarreur -une entrée de signal du mode de fonction pour sélectionner le mode de fonction, cette entrée étant adaptée à être raccordée à une unité de commande de moteur (B) du- véhicule, 20 caractérisé en ce que l'unité de contrôle (3), au moins en mode démarreur, est configurée pour envoyer par au moins une sortie de commande de transistor une modulation de largeur d'impulsion pour commander les transistors d'enroulement de phase pendant un angle d'ouverture électrique de la phase correspondante, et en ce qu'un rapport cyclique c de modulation, exprimé en pourcentage et égale à cent* la 25 somme des temps de largeurs d'impulsion d'alimentation d'un transistor divisée par la durée de l'angle d'ouverture électrique de la phase, est compris entre 0 et 2. Alternateur démarreur (A) selon la revendication précédente, dans lequel l'unité de contrôle (3) comprend : - au moins une entrée de signal de position du rotor (1) 34 l'unité de contrôle (3) étant configurée pour en boucle fermée : calculer une valeur représentative de la vitesse de rotation du rotor (1) en fonction du signal de position de rotor (1), calculer la fréquence électrique par rapport à la vitesse du rotor (1) 5 commander selon la fréquence électrique calculée, la modulation de largeur d'impulsion en fonction de cette valeur représentative de la vitesse calculée en modifiant la durée d'ouverture d'alimentation de l'enroulement de phase ainsi qu'en modifiant le rapport cyclique c de modulation. 3. Alternateur démarreur (A) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'unité de contrôle (3) comprend : une-entrée de consigne. de couple adaptée à être raccordée à l'unité de commande de moteur (B) du véhicule, dans lequel l'unité de contrôle (3) est configurée pour commander la modulation de largeur d'impulsion en fonction de cette consigne de couple. 4. Alternateur démarreur (A) selon la revendication 2 et la revendication précédente 3, dans lequel l'unité de contrôle (3) est configurée pour en boucle fermée : - calculer une valeur de limitation de couple en fonction de la consigne de couple du rotor (1) reçu et de la vitesse de rotation du rotor (1) et de la valeur de limitation de couple calculée précédemment, - moduler la largeur d'impulsion en augmentant le rapport cyclique c de modulation en fonction de la valeur de limitation de couple calculée, de la vitesse de rotation calculée. 35 5. Alternateur démarreur (A) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'unité de contrôle (3) comprend : - une temporisation de rampe d'un temps prédéterminé Temp, - l'unité de contrôle (3) est configurée pour : a. lors d'un déclenchement en mode démarreur, déclencher la temporisation et, b. pendant le temps prédéterminé Temp de la temporisation rampe, commander les transistors par une modulation de largeur d'impulsion en augmentant selon une loi prédéterminée rapport .10 cyclique c de modulation, c. après le temps prédéterminé Temp de la temporisation rampe, varier le rapport cyclique c de modulation en fonction de la valeur représentative du signal, pour maintenir un couple sur le rotor (1) équivalent au couple fourni à la fin de la période T. 15 6. Alternateur démarreur (A) selon la revendication précédente dans lequel l'unité de contrôle (3) comprend une entrée de temps de rampe de consigne de couple, et en ce que l'unité de contrôle (3) est configurée pour remplacer le temps prédéterminé de la temporisation de rampe par le temps de rampe de 20 consigne de couple reçu. 7. Alternateur démarreur (A) selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel l'unité de contrôle (3) est configurée pour : - calculer une valeur d'estimation d'angle d'avance en fonction de la 25 vitesse de rotation mesurée et de la valeur limite de couple calculée et - décaler, la période de l'ouverture d'angle électrique de l'alimentation d'un enroulement de phase par rapport à la période de l'angle électrique du rotor (1) vis-à-vis d'une phase du stator (2) en fonction de la valeur d'estimation d'angle d'avance calculée pour modifier 30 l'alimentation de la phase par rapport au rotor (1) . 36 8. Alternateur démarreur (A) selon la revendication précédente dans lequel l'unité de contrôle (3) comprend une limitation de la valeur estimation d'angle d'avance calculée par exemple de 65°. 9. Alternateur démarreur (A) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'unité de contrôle (3) comprend : - une entrée d'alimentation destinée à être reliée à la borne positive B+ de la batterie (C) et - en ce que l'unité de contrôle (3) est configurée pour : 10 mesurer la tension par le biais de cette entrée, commander la modulation d'impulsion de signal en fonction de la valeur mesurée de cette tension de réseau en modifiant son rapport cyclique C. 15 10. Alternateur démarreur (A) selon la revendication précédente, dans lequel l'entrée de la consigne de couple finale et l'entrée du mode de fonctionnement, la temporisation de rampe sont réalisées par un même bus notamment un bus LIN ou par onde. 20 11. Alternateur démarreur (A) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un capteur de température (21) du stator (2) monté sur le stator (2), le capteur (21) étant relié à une entré de l'unité de contrôle (3), et en ce que l'unité de contrôle (3) est configurée pour : 25 - calculer une valeur représentative de la température du stator (2) en fonction du signal reçu par le capteur de température (21); - commander la modulation d'impulsion de signal en fonction de la valeur calculée en modifiant son rapport cyclique c.