Brevet FR3097812A1 — publié le 20210101

Description Titre de l'invention : ARCHITECTURE DE TRACTION A RE- PARTITION VECTORIELLE DE COUPLE SECURISEE [0001] La présente invention porte sur une architecture de traction à répartition vectorielle de couple sécurisée. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, avec les machines électriques tournantes pour véhicules automobiles. [0002] De façon connue en soi, les architectures de traction peuvent comporter des diffé- rentiels à répartition vectorielle de couple ((lite technologie de "Torque vectoring" en anglais) aptcnt à imposer un couple différent à chacune des roues motrices d'un véhicule automobile. [0003] Par exemple, lors d'une phase de roulage en virage, le dispositif fournit un couple élevé à la roue extérieure pour aider à l'inscription dans la courbe. En sortie de virage, le calculateur du système cherche à contrecarrer l'effet de survirage et aide à la ré-accélération en répartissant le couple sur l'autre roue. Ce système met généralement en oeuvre des dispositifs mécaniques basés sur des ensembles à trains épicycloïdaux et/ou des systèmes hydrauliques. [0004] Un dispositif électrique connu met en oeuvre deux machines électriques tournantes associées chacune à une roue d'un train. Ces machines électriques sont aptes à appliquer une répartition spécifique de couple sur l'une et l'autre roue du train de propulsion en fonction des conditions de roulage du véhicule. [0005] En cas de défaut détecté sur une machine électrique ou l'onduleur, la machine électrique défaillante est mise en court-circuit. Dans le cas de deux machines électriques indépendantes utilisées chacune avec son propre réducteur, lorsqu'un défaut est constaté sur une machine, l'information relative au défaut remontant vers un dispositif de contrôle via un système de communication, notamment de type CAN (pour "Controller Arca Network" en anglais) ou autre, n'est pas assez rapide pour éviter des écarts de couple importants entre les roues par rapport aux consignes de la régulation. [0006] Il existe donc un risque de perte de contrôle du véhicule, en particulier lors d'une phase de roulage dans un virage. [0007] La présente invention vise à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant une architecture de traction pour véhicule automobile comportant: - une première machine électrique tournante apte à fournir un couple à une première roue, et - une deuxième machine électrique tournante apte à fournir un couple à une 2 deuxième roue, - une liaison entre la première machine électrique tournante et la deuxième machine électrique tournante dédiée à une détection de dysfonctionnement d'une des deux machines électriques tournantes étant apte à transmettre un signal de défaut relatif à un disfonctionnement émis par une machine électrique tournante défaillante vers l'autre machine électrique tournante. [0008] L'invention permet ainsi, grâce à la liaison prévue entre les deux machines électriques tournantes, d'informer de façon quasi-instantanée l'autre machine électrique de la présence d'un défaut afin de pouvoir reconfigurer le système de traction le plus rapidement possible. On évite ainsi le risque de perte de contrôle du véhicule automobile dans un virage notamment. [0009] Selon une réalisation, la liaison est constituée par une liaison filaire directe entre la première machine électrique tournante et la deuxième machine électrique tournante. Par "liaison directe", on entend une liaison entre les machines électriques sans passer par un réseau de communication du véhicule. [0010] Selon une réalisation, la liaison est constituée par une liaison dédiée sur un réseau de communication entre la première machine électrique tournante et la deuxième machine électrique tournante. [0011] Selon une réalisation, ladite architecture de traction est configurée de telle façon, qu'en cas de détection de défaut d'une machine électrique tournante, une mise en court-circuit de la première machine électrique tournante et de la deuxième machine électrique tournante est apte à être commandée. [0012] Selon une réalisation,ladite architecture de traction est configurée de telle façon qu'en cas de détection de défaut d'une machine électrique tournante, une mise en court-circuit de la machine électrique tournante défaillante est apte à être commandée et un couple de l'autre machine électrique tournante est apte à être adapté en fonction de conditions de roulage. [0013] Selon une réalisation, la première machine électrique tournante et la deuxième machine électrique tournante sont associées chacune à un différentiel distinct. [0014] Selon une réalisation, la première machine électrique tournante et la deuxième machine électrique tournante sont associées à un différentiel commun. [0015] Selon une réalisation, la première machine électrique tournante et la deuxième machine électrique tournante sont disposées sur un même train du véhicule automobile. [0016] Selon une réalisation, la première machine électrique tournante et la deuxième machine électrique tournante sont disposées sur deux trains différents du véhicule automobile. [0017] Selon une réalisation, la première machine électrique tournante et la deuxième machine électrique tournante présentent chacune une tension de fonctionnement in- 3 férieure à 60 Volts, et valant de préférence 48 Volts. [0018] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. [0019] [fig.1] La figure 1 est une représentation schématique d'une architecture de véhicule automobile selon l'invention dans laquelle les machines électriques d'un train sont associées chacune à un différentiel; [0020] [fig.2] La figure 2 est une représentation schématique d'une architecture de véhicule automobile selon l'invention dans laquelle les machines électriques d'un train sont connectées à un différentiel commun. [0021] Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. [0022] Les figures 1 et 2 montrent une architecture de traction 10 pour véhicule automobile comportant un train 11 ayant une première roue 12.1 et une deuxième roue 12.2. Une première machine électrique tournante 13.1 est apte à fournir un couple à la première roue 12.1. Une deuxième machine électrique tournante 13.2 est apte à fournir un couple à la deuxième roue 12.2. [0023] La première machine électrique tournante 13.1 comporte un premier onduleur de commande 15.1. La deuxième machine électrique tournante 13.2 comporte un deuxième onduleur de commande 15.2. Les onduleurs de commande 15.1, 15.2 pourront être disposés à l'intérieur d'un même boîtier et partager des composants communs, tels qu'un dissipateur thermique, des composants de filtrage, ou des connecteurs. II sera possible également d'utiliser un onduleur de commande standard prévu pour une machine à six phases et d'utiliser trois phases avec chacune des machines triphasées 13.1, 13.2. [0024] Les machines électriques 13.1, 13.2 sont avantageusement de type réversible, c'est-à-dire qu'elles sont aptes à fonctionner dans un mode moteur pour appliquer un couple moteur aux roues 12.1, 12.2 à partir de l'énergie électrique de la batterie, et dans un mode générateur pour recharger une batterie à partir d'une puissance mécanique prélevée aux roues 12.1, 12.2. [0025] Les machines électriques 13.1, 13.2 présentent une tension de fonctionnement in- férieure à 60 Volts, et valant de préférence 48 Volts. Typiquement, le couple fourni par une machine électrique 13.1, 13.2 est compris entre 300 et 500Nm. Une machine électrique 13.1, 13.2 présente par exemple une puissance comprise entre 15kW et 30kW. [0026] Dans le mode de réalisation de la figure 1, la première machine électrique tournante 13.1 et la deuxième machine électrique tournante 13.2 sont associées chacune à un différentiel distinct 16.1, 16.2. Le premier différentiel 16.1 est ainsi associé à la première machine électrique 13.1, tandis que le deuxième différentiel 16.2 est associé à la deuxième machine électrique 13.2. [0027] Dans le mode de réalisation de la figure 2, la première machine électrique tournante 13.1 et la deuxième machine électrique tournante 13.2 sont associées à un différentiel commun 16. [0028] Un superviseur 18 est apte à appliquer une répartition de couple spécifique sur l'une et l'autre machine électrique 13.1, 13.2 en fonction des conditions de roulage du véhicule automobile. Ces conditions de roulage sont définies notamment par la vitesse de rotation des roues, la courbure de la route (ligne droite ou virage) qui pourra être détectée à l'aide d'un ou plusieurs capteurs implantés sur le volant et/ou les roues du véhicule, et le cas échéant le type de freinage (freinage normal ou freinage d'urgence). Le pilotage des machines électriques 13.1, 13.2 par le superviseur 18 pourra être réalisé via un réseau de communication notamment de type CAN pour "Controller Arca Network" en anglais. [0029] En outre, une liaison 19 entre les deux machines électriques tournantes 13.1, 13.2 dédiée à une détection de dysfonctionnement d'une des deux machines électriques tournantes 13.1, 13.2 est apte à transmettre un signal de défaut relatif à un disfonctionnement émis par une machine électrique tournante 13.1, 13.2 défaillante à destination de l'autre machine électrique tournante 13.1, 13.2. [0030] La liaison 19 pourra être constituée par une liaison filaire directe entre les deux machines électriques tournantes 13.1, 13.2. Par "liaison directe", on entend une liaison entre les machines électriques tournantes 13.1, 13.2 sans passer par un réseau de communication du véhicule. [0031] Alternativement, la liaison 19 est constituée par une liaison dédiée sur le réseau de communication entre la première machine électrique tournante 13.1 et la deuxième machine électrique tournante 13.2. [0032] L'architecture de traction 10 est configurée de telle façon, qu'en cas de détection de défaut d'une machine électrique tournante 13.1, 13.2, une mise en court-circuit de la première machine électrique tournante 13.1 et de la deuxième machine électrique tournante 13.2 est commandée. Le pilotage en court-circuit des phases des machines électriques tournantes 13.1, 13.2 pourra être réalisé par une unité de commande intégrée à chacune des machines électriques 13.1, 13.2 ou commune à ces machines électriques 13.1, 13.2. [0033] En variante, l'architecture de traction 10 est configurée de telle façon qu'en cas de détection de défaut d'une machine électrique tournante 13.1, 13.2, une mise en court-circuit de la machine électrique tournante 13.1, 13.2 défaillante est commandée et le couple de l'autre machine électrique 13.1, 13.2 est adapté en fonction des conditions de roulage du véhicule automobile. Par exemple, en cas de défaut détecté dans un virage, il peut être utile de conserver un couple non nul en mode moteur sur la machine électrique 13.1, 13.2 toujours active pour permettre de continuer à prendre le virage. En cas de roulage en ligne droite, il est possible de conserver un couple moteur sur la machine électrique 13.1, 13.2 qui est toujours active, ceci permettant de continuer à rouler de façon sécurisée jusqu'à une zone d'arrêt du véhicule automobile. [0034] La première machine électrique tournante 13.1 et la deuxième machine électrique tournante 13.2 sont disposées en l'occurrence sur un même train 11 du véhicule automobile qui pourra être le train avant ou le train arrière. [0035] En variante, la première machine électrique tournante 13.1 et la deuxième machine électrique tournante 13.2 sont disposées sur deux trains 11 différents du véhicule automobile. Ainsi, on pourra installer une première machine électrique 13.1 sur le train avant et une deuxième machine électrique 13.2 sur le train arrière. Dans cc cas, si une machine électrique 13.1, 13.2 est défaillante, l'autre train pourra assurer la fonction de motricité dans les virages notamment. [0036] En variante, plus de deux machines électriques 13.1, 13.2 pourront être réparties dans le véhicule automobile, notamment quatre machines électriques associées chacune à une roue ou deux groupes de deux machines électriques avec un groupe associé à chaque train du véhicule. Dans une application hybride, le véhicule automobile pourra comporter également un moteur thermique. [0037] Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents. [0038] En outre, les différentes caractéristiques, variantes, et/ou formes de réalisation de la présente 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. 6 REVENDICATIONS[Revendication 1] Architecture de traction (10) pour véhicule automobile comportant: - une première machine électrique tournante (13.1) apte à fournir un couple à une première roue (12.1), et - une deuxième machine électrique tournante (13.2) apte à fournir un couple à une deuxième roue (12.2), caractérisée en ce qu'une liaison (19) entre la première machine électrique tournante (13.1) et la deuxième machine électrique tournante (13.2) dédiée à une détection de dysfonctionnement d'une des deux machines électriques tournantes (13.1, 13.2) est apte à transmettre un signal de défaut relatif à un disfonctionnement émis par une machine électrique tournante (13.1, 13.2) défaillante vers Vautre machine électrique tournante (13.1, 13.2). [Revendication 2] Architecture de traction selon la revendication 1, caractérisée en ce que la liaison (19) est constituée par une liaison filaire directe entre la première machine électrique tournante (13.1) et la deuxième machine électrique tournante (13.2). [Revendication 3] Architecture de traction selon la revendication 1, caractérisée en ce que la liaison (19) est constituée par une liaison dédiée sur un réseau de communication entre la première machine électrique tournante (13.1) et la deuxième machine électrique tournante (13.2). [Revendication 4] Architecture de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle est configurée de telle façon, qu'en cas de détection de défaut d'une machine élecnique tournante (13.1, 13.2), une mise en court-circuit de la première machine électrique tournante (13.1) et de la deuxième machine électrique tournante (13.2) est apte à être commandée. [Revendication 5] Architecture de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle est configurée de telle façon qu'en cas de détection de défaut d'une machine électrique tournante (13.1, 13.2), une mise en court-circuit de la machine électrique tournante (13.1, 13.2) défaillante est apte à être commandée et un couple de l'autre machine électrique tournante (13.1, 13.2) est apte à être adapté en fonction de conditions de roulage. [Revendication 6] Architecture de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la première machine électrique tournante (13.1) et la deuxième machine électrique tournante (13.2) sont associées chacune 7 [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] à un différentiel distinct (16.1, 16.2). Architecture de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la première machine électrique tournante (13.1) et la deuxième machine électrique tournante (13.2) sont associées à un différentiel commun (16). Architecture de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la première machine électrique tournante (13.1) et la deuxième machine électrique tournante (13.2) sont disposées sur un même train (11) du véhicule automobile. Architecture de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la première machine électrique tournante (13.1) et la deuxième machine électrique tournante (13.2) sont disposées sur deux trains (11) différents du véhicule automobile. Architecture de traction selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la première machine électrique tournante (13.1) et la deuxième machine électrique tournante (13.2) présentent chacune une tension de fonctionnement inférieure à 60 Volts, et valant de préférence 48 Volts.