Brevet FR3136061A1 — publié le 20231201

L’invention concerne un procédé de surveillance de la vitesse de rotation d’un rotor d’une machine électrique (8) d’un véhicule électrique ou hybride, le procédé comportant les étapes suivantes : une détermination de la vitesse (11) de rotation du rotor ; lorsque le rotor tourne selon un premier sens de rotation, respectivement selon un second sens de rotation, une comparaison de la vitesse de rotation du rotor à une première valeur seuil, respectivement à une seconde valeur seuil ; lorsque le rotor tourne selon le premier sens de rotation, respectivement selon le second sens de rotation, et que la vitesse de rotation du rotor est supérieure en valeur absolue à la première valeur seuil, respectivement à la seconde valeur seuil, une émission d’au moins une donnée (D1) indicative d’un surrégime de rotation du rotor et/ou d’une commande (C1) d’arrêt de la machine électrique (8). Figure 2 PROCEDE DE SURVEILLANCE DE LA VITESSE DE ROTATION D’UN ROTOR D’UNE MACHINE ELECTRIQUE INSTALLEE AU SEIN D’UN VEHICULE ELECTRIQUE OU HYBRIDE L’invention se rapporte à un procédé, mis en œuvre dans au moins un calculateur d’un véhicule électrique ou hybride, de surveillance de la vitesse de rotation d’un rotor d’une machine électrique installée au sein du véhicule. La machine électrique est reliée audit au moins un calculateur et à un groupe motopropulseur électrique de traction du véhicule. Sans que cela ne soit limitatif dans le cadre de la présente invention, la machine électrique est typiquement un moteur électrique synchrone à aimants permanents. Il est connu de surveiller la vitesse de rotation d’un rotor d’une machine électrique installée au sein d’un véhicule électrique ou hybride. Une telle machine électrique, qui est typiquement un moteur électrique synchrone à aimants permanents, est reliée à un groupe motopropulseur électrique de traction du véhicule. La surveillance est par exemple effectuée par un calculateur relié à la machine électrique, qui compare une vitesse de rotation mesurée du rotor de la machine électrique à une valeur de vitesse de rotation seuil (ou limite) que le rotor ne doit pas dépasser. Si la vitesse de rotation mesurée du rotor de la machine électrique est supérieure à la valeur de vitesse de rotation seuil (par exemple 14 500 tr/min), alors le calculateur lance une alerte (par exemple via l’émission d’une commande d’allumage d’un voyant sur le tableau de bord du véhicule) et déclenche un mode de fonctionnement dégradé de la machine électrique. Un tel calculateur effectuant la surveillance est par exemple un calculateur de pilotage de la machine électrique (un tel calculateur étant appelé MCU en anglais pour « Motor Control Unit »). La vitesse de rotation du rotor de la machine électrique est par exemple déduite par le calculateur à partir d’une mesure de position angulaire effectuée via un codeur angulaire disposé en sortie de la machine électrique. En effet la machine électrique est classiquement pourvue d’un capteur de régime bidirectionnel. Outre le codeur angulaire, un tel capteur comporte également une cible disposée sur le rotor. Le codeur angulaire détecte et compte le passage de dents (ou d’encoches) de la cible, et le calculateur, en connaissant le nombre de dents de la cible sur un tour et en comptant le nombre de dents qui passe devant le codeur, calcule le nombre de tours parcourus qu’il intègre sur le temps pour en déterminer la vitesse de rotation du rotor de la machine électrique. Le capteur de régime bidirectionnel fournit en outre une mesure signée, c’est-à-dire avec un signe correspondant à un sens de rotation horaire du rotor (correspondant à une marche avant du véhicule) ou à un sens de rotation anti-horaire de ce dernier (correspondant à une marche arrière du véhicule). En effet, lorsque la machine électrique est en particulier un moteur électrique synchrone à aimants permanents, le sens de rotation du rotor du moteur correspond directement au sens de rotation des roues du véhicule. Toutefois, avec un tel procédé de surveillance de la vitesse de rotation du rotor, le rendement de la machine électrique est limité, et la durée de vie de la machine est réduite. Le document brevet EP 1058120 B1 décrit un dispositif et une méthode pour évaluer la vitesse et/ou le sens de rotation d’un moteur asynchrone. Le but de l’invention est de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un procédé, mis en œuvre dans au moins un calculateur d’un véhicule électrique ou hybride, de surveillance de la vitesse de rotation d’un rotor d’une machine électrique installée au sein du véhicule, qui soit simple et fiable et qui permette d’augmenter le rendement et la durée de vie de la machine électrique, sans augmenter pour autant les coûts de production et de fonctionnement de cette dernière. Pour ce faire, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un procédé, mis en œuvre dans au moins un calculateur d’un véhicule électrique ou hybride, de surveillance de la vitesse de rotation d’un rotor d’une machine électrique installée au sein du véhicule, la machine électrique étant reliée audit au moins un calculateur et à un groupe motopropulseur électrique de traction du véhicule, la machine électrique étant apte à fonctionner alternativement dans un premier sens de rotation et dans un second sens de rotation, le rotor de la machine électrique tournant dans le premier sens de rotation lorsque le véhicule roule dans le sens de la marche avant, et tournant dans le second sens de rotation, opposé au premier sens de rotation, lorsque le véhicule roule dans le sens de la marche arrière, le véhicule comprenant des moyens de mesure de la position angulaire du rotor de la machine électrique, les moyens de mesure de la position angulaire du rotor étant reliés audit au moins un calculateur et étant configurés pour déterminer le sens de rotation du rotor, le procédé comportant les étapes suivantes : une détermination, à partir de la position angulaire du rotor de la machine électrique mesurée sur un intervalle de temps, de la vitesse de rotation du rotor ; si le sens de rotation du rotor déterminé est le premier sens de rotation, une comparaison de la vitesse de rotation du rotor déterminée à une première valeur de vitesse de rotation seuil ; si le sens de rotation du rotor déterminé est le second sens de rotation, une comparaison de la vitesse de rotation du rotor déterminée à une seconde valeur de vitesse de rotation seuil ; si le sens de rotation du rotor déterminé est le premier sens de rotation et si la vitesse de rotation du rotor déterminée est supérieure en valeur absolue à la première valeur de vitesse de rotation seuil pendant une première durée prédéfinie, une émission d’au moins une donnée indicative d’un surrégime de rotation du rotor et/ou une émission d’une commande d’arrêt de la machine électrique ; si le sens de rotation du rotor déterminé est le second sens de rotation et si la vitesse de rotation du rotor déterminée est supérieure en valeur absolue à la seconde valeur de vitesse de rotation seuil pendant une seconde durée prédéfinie, une émission d’au moins une donnée indicative d’un surrégime de rotation du rotor et/ou une émission d’une commande d’arrêt de la machine électrique. Grâce au fait que deux valeurs de vitesse de rotation seuil distinctes sont définies pour la comparaison de la vitesse de rotation du rotor, en fonction du sens de rotation horaire ou anti-horaire du rotor (correspondant à la marche avant ou arrière du véhicule), la conception de la machine électrique dans le sens de rotation du rotor qui correspond à la marche avant du véhicule est avantageusement optimisée. Le dimensionnement de la machine électrique dans son fonctionnement dans le sens de la marche avant est ainsi privilégié par rapport à son fonctionnement dans le sens de la marche arrière. Or, le fait d’optimiser le sens de rotation de la machine électrique dans le sens de la marche avant du véhicule, au détriment du sens de rotation de la machine électrique dans le sens de la marche arrière du véhicule, permet avantageusement d’augmenter le rendement de la machine électrique, d’allonger sa durée de vie et ce en optimisant son coût. Ceci permet d’optimiser la sécurité de la machine électrique, tout en optimisant son coût. Le procédé selon l’invention autorise ainsi quelques degrés de liberté sur le fonctionnement de la machine électrique dans le sens de la marche arrière du véhicule qui seraient inacceptables pour son fonctionnement dans le sens de la marche avant. Selon une caractéristique technique particulière de l’invention, la première valeur de vitesse de rotation seuil est supérieure à la seconde valeur de vitesse de rotation seuil. Ceci permet d’autoriser le rotor de la machine électrique à tourner plus vite dans le sens de rotation correspondant à la marche avant du véhicule que dans le sens de rotation opposé correspondant à la marche arrière du véhicule. L’architecture de la machine électrique est ainsi optimisée en vitesse de rotation du rotor pour le sens de rotation correspondant à la marche avant du véhicule. De préférence, la première valeur de vitesse de rotation seuil est sensiblement égale à 14 750 tr/min, et la seconde valeur de vitesse de rotation seuil est sensiblement égale à 14 200 tr/min. De préférence encore, la première durée prédéfinie et/ou la seconde durée prédéfinie est sensiblement égale à 70 ms. Selon une caractéristique technique particulière de l’invention, les première et seconde valeurs de vitesse de rotation seuils sont calibrables indépendamment l’une de l’autre. Selon une autre caractéristique technique particulière de l’invention, l’émission d’au moins une donnée indicative d’un surrégime de rotation du rotor est effectuée à destination d’un tableau de bord du véhicule, ladite au moins une donnée consistant en une commande d’allumage sur le tableau de bord d’un voyant recommandant un arrêt du véhicule et/ou en une donnée d’affichage d’un message indicatif d’un défaut sur la chaîne de traction du véhicule. Selon une autre caractéristique technique particulière de l’invention, le procédé est mis en œuvre dans deux calculateurs du véhicule électrique ou hybride, un premier calculateur étant un calculateur de pilotage de la machine électrique, un second calculateur étant un calculateur de supervision du groupe motopropulseur électrique de traction du véhicule, les premier et second calculateurs étant reliés par un réseau de communication. On décrira ci-après, à titre d’exemples non limitatifs, des formes d’exécution de la présente invention, en référence aux figures annexées sur lesquelles : est un organigramme représentant un procédé de surveillance de la vitesse de rotation d’un rotor d’une machine électrique installée d’un véhicule électrique ou hybride, selon la présente invention ; et est un diagramme de séquence illustrant plusieurs étapes du procédé de la . En se référant aux figures 1 et 2 la présente invention concerne un procédé, mis en œuvre dans au moins un calculateur 4, 6 d’un véhicule électrique ou hybride, de surveillance de la vitesse de rotation d’un rotor d’une machine électrique 8 installée au sein du véhicule. La machine électrique 8, qui est typiquement un moteur électrique synchrone à aimants permanents, est reliée au calculateur 4, 6 et à un groupe motopropulseur électrique de traction du véhicule (non représenté sur les figures). Le rotor de la machine électrique 8 tourne dans un premier sens de rotation (typiquement le sens horaire) lorsque le véhicule roule dans le sens de la marche avant, et tourne dans un second sens de rotation (typiquement le sens anti-horaire), opposé au premier sens de rotation, lorsque le véhicule roule dans le sens de la marche arrière. Le véhicule comprend également des moyens de mesure de la position angulaire du rotor de la machine électrique 8 (de tels moyens n’étant pas représentés sur les figures pour des raisons de clarté). Les moyens de mesure de la position angulaire du rotor sont reliés au calculateur 4, 6 et sont configurés pour déterminer le sens de rotation du rotor. Les moyens de mesure de la position angulaire du rotor sont configurés en outre pour fournir au calculateur 4, 6 une mesure signée de la position angulaire du rotor, c’est-à-dire avec un signe correspondant au premier sens de rotation ou au second sens de rotation du rotor. Les moyens de mesure de la position angulaire du rotor sont par exemple constitués d’un capteur de régime bidirectionnel. Un tel capteur de régime bidirectionnel comporte par exemple un codeur angulaire disposé en sortie de la machine électrique 8, et une cible disposée sur le rotor. Le codeur angulaire est configuré pour détecter et compter le passage de dents (ou d’encoches) de la cible. De préférence, et comme schématisé sur la , le procédé de surveillance est mis en œuvre dans deux calculateurs 4, 6 du véhicule, les deux calculateurs 4, 6 étant reliés entre eux par un réseau de communication, par exemple via un bus de données eCAN (de l’anglais « electronic Controller Area Network ») du véhicule. Un premier calculateur 4 est un calculateur de pilotage de la machine électrique 8 (appelé MCU en anglais pour « Motor Control Unit »). Un second calculateur 6 est un calculateur de supervision du groupe motopropulseur électrique de traction du véhicule. Le second calculateur 6 (appelé eVCU en anglais pour « electronic Vehicle Control Unit ») est par exemple configuré pour coordonner, piloter, commander et/ou superviser l’ensemble des calculateurs reliés au bus de données eCAN du véhicule, tels que par exemple, sans que cette liste ne soit limitative, le premier calculateur MCU 4, ou encore un calculateur de gestion des fonctions de la batterie (appelé BMS en anglais pour « Battery Management System »). Initialement, les moyens de mesure de la position angulaire du rotor effectuent une mesure de la position angulaire du rotor sur un intervalle de temps donné, et transmettent cette mesure (signée) au premier calculateur 4. Les moyens de mesure de la position angulaire du rotor échantillonnent par exemple la mesure de la position angulaire toutes les 10 millisecondes, et transmettent cette mesure (signée) au premier calculateur 4 selon cet intervalle temporel. Comme illustré sur les figures 1 et 2, le procédé comporte une étape initiale 10 au cours de laquelle le premier calculateur 4 détermine la vitesse 11 de rotation du rotor, à partir de la position angulaire du rotor de la machine électrique 8 mesurée sur l’intervalle de temps. Le premier calculateur 4 récupère en outre l’information R1, R2 quant au sens de rotation du rotor (premier ou second sens de rotation). A l’issue de cette étape initiale 10, le premier calculateur 4 transmet par exemple au second calculateur 6 la vitesse 11 de rotation du rotor déterminée lors de l’étape 10, ainsi que l’information R1, R2 quant au sens de rotation du rotor (premier ou second sens de rotation). Après l’étape initiale 10, si le sens de rotation du rotor est le premier sens de rotation, le procédé comporte une étape suivante 12 au cours de laquelle le premier calculateur 4 et/ou le second calculateur 6 compare la vitesse 11 de rotation du rotor déterminée au cours de l’étape initiale 10 à une première valeur de vitesse de rotation seuil. La première valeur de vitesse de rotation seuil est par exemple sensiblement égale à 14 750 tr/min. Si la vitesse 11 de rotation du rotor déterminée au cours de l’étape initiale 10 est supérieure en valeur absolue à la première valeur de vitesse de rotation seuil pendant une première durée prédéfinie, le procédé passe à une étape suivante 14. Sinon, le procédé reboucle sur l’étape 10. La première durée prédéfinie est par exemple sensiblement égale à 70 ms. Au cours de l’étape suivante 14 du procédé, le premier calculateur 4 et/ou le second calculateur 6 émet au moins une donnée D1 indicative d’un surrégime de rotation du rotor et/ou émet une commande C1 d’arrêt de la machine électrique 8. L’émission d’au moins une donnée D1 indicative d’un surrégime de rotation du rotor est par exemple effectuée à destination d’un tableau de bord 15 du véhicule, ladite au moins une donnée D1 consistant en une commande d’allumage sur le tableau de bord 15 d’un voyant recommandant un arrêt du véhicule et/ou en une donnée d’affichage d’un message indicatif d’un défaut sur la chaîne de traction du véhicule. Dans un premier temps, le premier calculateur 4 peut par exemple transmettre au second calculateur 6 la ou chaque donnée D1 indicative d’un surrégime de rotation du rotor, le second calculateur 6 transmettant dans un second temps cette ou ces donnée(s) D1 au tableau de bord 15 du véhicule pour affichage. Après l’arrêt de la machine électrique 8, le défaut sur la chaîne de traction du véhicule se réhabilite et le véhicule peut être autorisé à repartir une fois le défaut réhabilité. Le premier calculateur 4 et/ou le second calculateur 6 réautorise alors le fonctionnement de la machine électrique 8. Après l’étape initiale 10, si le sens de rotation du rotor est le second sens de rotation, le procédé comporte une étape suivante 16 au cours de laquelle le premier calculateur 4 et/ou le second calculateur 6 compare la vitesse 11 de rotation du rotor déterminée au cours de l’étape initiale 10 à une seconde valeur de vitesse de rotation seuil. De préférence, la première valeur de vitesse de rotation seuil est supérieure à la seconde valeur de vitesse de rotation seuil. La seconde valeur de vitesse de rotation seuil est par exemple sensiblement égale à 14 200 tr/min. De préférence encore, les première et seconde valeurs de vitesse de rotation seuils sont calibrables indépendamment l’une de l’autre. Si la vitesse 11 de rotation du rotor déterminée au cours de l’étape initiale 10 est supérieure en valeur absolue à la seconde valeur de vitesse de rotation seuil pendant une seconde durée prédéfinie, le procédé passe à l’étape 14. Sinon, le procédé reboucle sur l’étape 10. La seconde durée prédéfinie est par exemple sensiblement égale à 70 ms. Au cours de l’étape 14, le premier calculateur 4 peut mémoriser dans ses moyens mémoire (notamment dans sa mémoire morte, aussi appelée ROM en anglais pour « Read Only Memory ») un code défaut en fonction du surrégime de rotation du rotor rencontré, autrement dit selon que le surrégime a été rencontré dans le sens de la marche avant du véhicule ou dans le sens de la marche arrière de ce dernier. Le premier calculateur 4 peut également transmettre ce code défaut au second calculateur 6, pour indiquer à ce dernier le problème de surrégime de rotation du rotor de la machine électrique 8. Le second calculateur 6 peut alors stocker ce code défaut dans ses moyens mémoire (notamment dans sa mémoire morte ou ROM). Une fois le défaut sur la chaîne de traction du véhicule réhabilité et le véhicule autorisé à repartir, le code défaut peut passer d’un état « permanent » à un état « fugitif » dans les moyens mémoire du premier calculateur 4 et/ou du second calculateur 6, afin d’indiquer que le défaut s’est résolu de lui-même. Le procédé de surveillance de la vitesse de rotation du rotor de la machine électrique selon l’invention est un procédé simple à mettre en œuvre et fiable, et qui permet d’augmenter le rendement et la durée de vie de la machine électrique, tout en optimisant les coûts de production et de fonctionnement de cette dernière. Procédé, mis en œuvre dans au moins un calculateur (4, 6) d’un véhicule électrique ou hybride, de surveillance de la vitesse de rotation d’un rotor d’une machine électrique (8) installée au sein du véhicule, la machine électrique (8) étant reliée audit au moins un calculateur (4, 6) et à un groupe motopropulseur électrique de traction du véhicule, la machine électrique (8) étant apte à fonctionner alternativement dans un premier sens de rotation et dans un second sens de rotation, le rotor de la machine électrique (8) tournant dans le premier sens de rotation lorsque le véhicule roule dans le sens de la marche avant, et tournant dans le second sens de rotation, opposé au premier sens de rotation, lorsque le véhicule roule dans le sens de la marche arrière, le véhicule comprenant des moyens de mesure de la position angulaire du rotor de la machine électrique (8), les moyens de mesure de la position angulaire du rotor étant reliés audit au moins un calculateur (4, 6) et étant configurés pour déterminer le sens de rotation du rotor, caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes suivantes : une détermination (10), à partir de la position angulaire du rotor de la machine électrique (8) mesurée sur un intervalle de temps, de la vitesse (11) de rotation du rotor ; si le sens de rotation du rotor déterminé est le premier sens de rotation, une comparaison (12) de la vitesse (11) de rotation du rotor déterminée à une première valeur de vitesse de rotation seuil ; si le sens de rotation du rotor déterminé est le second sens de rotation, une comparaison (16) de la vitesse (11) de rotation du rotor déterminée à une seconde valeur de vitesse de rotation seuil ; si le sens de rotation du rotor déterminé est le premier sens de rotation et si la vitesse (11) de rotation du rotor déterminée est supérieure en valeur absolue à la première valeur de vitesse de rotation seuil pendant une première durée prédéfinie, une émission (14) d’au moins une donnée (D1) indicative d’un surrégime de rotation du rotor et/ou une émission (14) d’une commande (C1) d’arrêt de la machine électrique (8) ; si le sens de rotation du rotor déterminé est le second sens de rotation et si la vitesse (11) de rotation du rotor déterminée est supérieure en valeur absolue à la seconde valeur de vitesse de rotation seuil pendant une seconde durée prédéfinie, une émission (14) d’au moins une donnée (D1) indicative d’un surrégime de rotation du rotor et/ou une émission (14) d’une commande (C1) d’arrêt de la machine électrique (8). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première valeur de vitesse de rotation seuil est supérieure à la seconde valeur de vitesse de rotation seuil. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première valeur de vitesse de rotation seuil est égale à 14 750 tr/min, et la seconde valeur de vitesse de rotation seuil est égale à 14 200 tr/min. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première durée prédéfinie et/ou la seconde durée prédéfinie est égale à 70 ms. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les première et seconde valeurs de vitesse de rotation seuils sont calibrables indépendamment l’une de l’autre. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l’émission (14) d’au moins une donnée (D1) indicative d’un surrégime de rotation du rotor est effectuée à destination d’un tableau de bord (15) du véhicule, ladite au moins une donnée (D1) consistant en une commande d’allumage sur le tableau de bord (15) d’un voyant recommandant un arrêt du véhicule et/ou en une donnée d’affichage d’un message indicatif d’un défaut sur la chaîne de traction du véhicule. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le procédé est mis en œuvre dans deux calculateurs (4, 6) du véhicule électrique ou hybride, un premier calculateur (4) étant un calculateur de pilotage de la machine électrique, un second calculateur (6) étant un calculateur de supervision du groupe motopropulseur électrique de traction du véhicule, les premier et second calculateurs (4, 6) étant reliés par un réseau de communication.