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EP1964254A2 - Procede de pilotage d'un ralentisseur electromagnetique - Google Patents

Procede de pilotage d'un ralentisseur electromagnetique

Info

Publication number
EP1964254A2
EP1964254A2 EP06841952A EP06841952A EP1964254A2 EP 1964254 A2 EP1964254 A2 EP 1964254A2 EP 06841952 A EP06841952 A EP 06841952A EP 06841952 A EP06841952 A EP 06841952A EP 1964254 A2 EP1964254 A2 EP 1964254A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
intensity
coils
coolant
retarder
cooling circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06841952A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Bruno Dessirier
Stéphane Hailly
Serge Newiadomy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telma SA
Original Assignee
Telma SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telma SA filed Critical Telma SA
Publication of EP1964254A2 publication Critical patent/EP1964254A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/28—Eddy-current braking

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an electromagnetic retarder comprising a current generator including primary coils in which an excitation current is injected.
  • the invention applies to a retarder capable of generating a deceleration resistant torque on a main or secondary transmission shaft of a vehicle that it equips, when this retarder is actuated.
  • Such an electromagnetic retarder comprises a rotary shaft which is coupled to the main or secondary drive shaft of the vehicle to exert on it the retarding resisting torque to assist in particular the braking of the vehicle.
  • the slowdown is generated with inductor coils fed with direct current to produce
  • I a magnetic field in a metal part made of ferromagnetic material, in order to reveal eddy currents in this metal part.
  • the inductor coils may be fixed to cooperate with at least one metal part of movable ferromagnetic material having a general appearance of disk rigidly secured to the rotary shaft.
  • these inductive coils are generally oriented parallel to the axis of rotation and arranged around this axis, vis-à-vis the disc, being secured to a fixed flange.
  • Two successive inductive coils are electrically powered to generate magnetic fields of opposite directions.
  • the eddy currents that they generate in the disc are opposed by their effects to the cause that gave rise to them, which produces a resistive torque on the disc and thus on the rotary shaft. , to slow down the vehicle.
  • the inductor coils are electrically powered by a current from the electrical network of the vehicle, that is to say for example from a battery of the vehicle.
  • a current generator is integrated in the retarder.
  • the electrical supply of the inductor coils is provided by a generator comprising stator primary coils fed by the vehicle network, and rotor secondary coils integral with the rotary shaft. .
  • the inductor coils are then integral with the rotary shaft by being radially projecting, so that they rotate with the rotary shaft to generate a magnetic field in a fixed cylindrical jacket which surrounds them.
  • a rectifier such as a diode bridge rectifier is interposed between the secondary rotor windings of the generator and the inductor coils, for converting the alternating current delivered by the secondary windings of the generator into DC power supply of the inductor coils.
  • Two consecutive radial inductor coils around the axis of rotation generate magnetic fields of opposite directions, one generating a centrifugally oriented field, the other a centripetally oriented field.
  • the power supply of the primary coils allows the generator to produce the supply current of the inductor coils, which gives rise to eddy currents in the fixed cylindrical jacket, to generate a resistive torque on the rotary shaft. , which slows down the vehicle.
  • the speed of rotation of the retarder shaft is then overdrive relative to the rotational speed of the transmission shaft to which it is coupled. This arrangement makes it possible to significantly increase the electric power delivered by the generator, and therefore the power of the retarder.
  • the object of the invention is a method of determining the maximum allowable current of the excitation current of the primary coils of an electromagnetic retarder to improve its performance and reliability.
  • the subject of the invention is a method for determining, in a control box, a maximum allowable intensity (Imax) of an excitation current to be injected in stator primary coils of an electromagnetic retarder comprising a shaft.
  • rotary device carrying secondary windings and induction coils fed electrically by these secondary windings, the primary coils and the secondary coils forming a generator, this retarder comprising a fixed cylindrical jacket surrounding the induction coils and in which the inductor coils generate eddy currents, and a fluid circulation cooling circuit of this jacket, this method of determining the maximum intensity in real time from measurements representative of the rotational speed (Na) of the rotary shaft, the power calorific that the cooling circuit is able to dissipate, and the flow rate of the coolant, these data from sensors connected to the control box.
  • Na rotational speed
  • the optimization in real time of the intensity of the excitation current which is injected into the primary coils according to the operating conditions of the retarder makes it possible to increase the braking torque. It makes it possible to integrate different distinct operating constraints in order to determine a maximum allowable current intensity which is optimal at each instant in view of the thermal operating conditions of the retarder.
  • the invention also relates to a method as defined above, in which the measurements representative of the heating power that the cooling circuit is capable of dissipating comprise a difference value between the temperature of the cooling liquid at the inlet and at the outlet of the cooling circuit and a representative value of the coolant flow.
  • the invention also relates to a method as defined above, of determining a first intensity from the rotational speed of the rotary shaft, a second intensity from the heat output that the cooling circuit is capable of dissipating. , and a third intensity from the coolant flow rate and assigning to the maximum allowable intensity the smallest value among the first, the second and the third intensity.
  • the invention also relates to a method as defined above, in which the maximum intensity in the control box are determined from tables of digital values stored in this control box, these tables comprising values representative of the maximum permissible current for different operating conditions.
  • the invention also relates to a method as defined above, in which the values are stored in the form of a crossed dynamic table.
  • the invention also relates to a method as defined above, consisting in determining the representative value of the coolant flow rate from the engine speed of a vehicle engine and a characteristic abacus of a driven water pump. by this heat engine, this water pump causing the circulation of the coolant.
  • the invention also relates to a method as defined above, in which the significant value of the engine speed is derived from data transmitted by a CAN bus.
  • Figure 1 is an overall view with a local tear of an electromagnetic retarder to which the invention applies;
  • Figure 2 is a schematic representation of the electrical components of the retarder to which the method according to the invention is applied;
  • FIG. 3 is a curve representative of the admissible intensity as a function of the speed of rotation of the rotary shaft
  • FIG. 4 is a representative curve of the critical jacket temperature as a function of the coolant flow rate.
  • the electromagnetic retarder 1 comprises a main casing 2 of generally cylindrical shape having a first end closed by a cover 3, and a second end closed by a coupling part 4 by which the retarder 1 is fixed to a housing gearbox either directly or indirectly, here via a speed multiplier marked by 6.
  • This casing 2 which is fixed, contains a rotary shaft 7 which is coupled to a transmission shaft not visible in the figure, such as a main shaft for transmitting to the wheels of the vehicle, or secondary such as a secondary output shaft. of a gearbox via the speed multiplier 6.
  • a current generator which comprises fixed or statoric primary coils 8 which surround rotor secondary coils, integral with the rotary shaft 7.
  • These secondary windings are symbolically represented in FIG. 2 and marked by reference numeral 5.
  • These secondary windings 5 here comprise three separate windings 5A, 5B and 5C for delivering a three-phase alternating current having a frequency conditioned by the speed of rotation of the shaft. rotating 7.
  • a fixed inner liner 9 of generally cylindrical shape is mounted in the main casing 2 while being slightly spaced radially from the outer wall of this main casing 2 to define a substantially cylindrical intermediate space 10 in which a coolant of this jacket circulates.
  • This main casing which also has a generally cylindrical shape, is provided with a coolant intake duct 11 in the space 10 and a discharge duct 12 of the coolant out of this space 10.
  • the cooling circuit of the retarder can be connected in series with the cooling circuit of the engine of the vehicle that the retarder team.
  • the input 11 is connected to the output of the heat engine, the output 12 being connected to the input of a cooling radiator of this circuit.
  • This jacket 9 surrounds several induction coils 13 which are carried by a rotor 14 rigidly secured to the rotary shaft 7.
  • Each induction coil 13 is oriented to generate a radial magnetic field, while having a generally oblong shape extending parallel to the tree 7.
  • the liner 9 and the body of the rotor 14 are made of ferromagnetic material.
  • the casing is a moldable aluminum-based part and seals intervene between the casing and the liner 9, the lid 3 and the part 4 are perforated.
  • the inductor coils 13 are electrically powered by the secondary rotor windings 5 of the generator via a rectifier bridge carried by the rotary shaft 7.
  • This rectifier bridge may be that which is indicated by 15 in FIG. 2, and which comprises six 15A diodes. -15F, for rectifying the three-phase alternating current from the secondary windings 5A-5C in direct current.
  • This bridge rectifier can also be of another type, for example being formed from MOSFET type transistors.
  • the rotor 14 carrying the induction coils 13 has a general shape of a hollow cylinder connected to the rotary shaft 7 by radial arms 16.
  • This rotor 14 thus defines an annular internal space situated around the shaft 7, this internal space being ventilated by an axial fan 17 located substantially at the junction of the lid 3 with the casing 2.
  • a radial fan 18 is located at the opposite end of the casing 2 to evacuate the air introduced by the fan 17.
  • the biasing of the retarder consists in supplying the primary coils 8 with an excitation current coming from the electrical network of the vehicle and in particular from the battery so that the generator delivers a current at its secondary coils 5.
  • This current delivered by the generator then feeds the inductor coils 13 so as to generate eddy currents in the fixed cylindrical jacket 9 to produce a resistive torque ensuring the slowing down of the vehicle.
  • the excitation current is injected into the primary coils 8 by means of a control box described hereinafter.
  • the electric power delivered by the secondary windings 5 of the generator is greater than the electrical power supply of the primary coils 8, since it is the result of the magnetic field of the primary coils 8 and the work provided by the rotary shaft.
  • the shaft 7 of the retarder is connected to the transmission shaft of the vehicle wheels via the multiplier 6 acting on a secondary shaft of the gearbox connected to the main shaft of the -this.
  • This retarder comprises a control unit 19 represented in FIG. 2, which is interposed for example between a vehicle power supply source, and the primary coils 8.
  • the control unit 19 and the primary coils 8 are connected in series between a mass M of the vehicle and a battery supply Batt of the vehicle battery.
  • a diode D is mounted across the primary coils 8 so as to prevent the flow of a reverse current in the primary coils.
  • the control unit 19 of the retarder is an electronic box comprising for example an ASIC type logic circuit operating at 5V, and / or a Power control circuit capable of handling high current currents.
  • This control unit 19 comprises an input capable of receiving a control signal from the retarder, representative of a level of retarding torque requested from the retarder.
  • the control unit 19 determines in real time a maximum intensity Imax admissible for the current to be injected in the primary coils 8. It then defines the value of the intensity Ie of the excitation current, starting from the maximum intensity Imax and of the value taken by the control signal.
  • the maximum permissible intensity Imax of the excitation current Ie to be injected in the primary coils is determined in the control box 19 in real time on the basis of data and measurements representative of the rotational speed of the rotary shaft 7, the heat output that the cooling system is able to dissipate, and the flow rate of the coolant.
  • the control box 19 first determines three intensities, denoted respectively II, 12 and 13, corresponding to three distinct criteria, and it assigns Imax the lowest of the three values II, 12 and 13.
  • the first intensity, II is a threshold value of the excitation current Ie, beyond which the current If flowing in the inductor coils 13 is too high, and causes damage to the inductor coils 13 or the rectifier bridge 15, or secondary windings 5A-5C.
  • This first intensity II depends mainly on the rotation speed Na of the rotary shaft 7, since for the same value of excitation current Ie injected into the primary coils, the intensity of the current If flowing in the inductor coils 13 increases with the rotation regime Na of the shaft 7.
  • the intensity 12 is a threshold value beyond which the heating power generated by the eddy currents is greater than the heat output that the cooling circuit is capable of discharging. If the intensity of the excitation current Ie is greater than 12, the coolant boils.
  • the intensity 13 is a threshold value beyond which the temperature of the cylindrical liner 9 is too high and also causes the boiling of the coolant, even if it is capable of evacuating the heating power generated. by the currents of Foucault.
  • the intensity II is determined by reading in a data table stored in the control box 19, which comprises, for different values of the rotation speed Na, the admissible current for the excitation current Ie.
  • This table corresponds to the graph of FIG. 3, representative of the current Ie admissible as a function of the regime Na, and which is a decreasing curve with a horizontal asymptote.
  • the rotational speed Na of the rotary shaft 7 can come from a speed sensor rotational equipment of the retarder, or be deduced from data available on a CAN data bus of the vehicle to which the housing 19 is connected.
  • the factor of the speed multiplier 6 is stored in the control box 19 to enable the determination of the speed Na from the data of the CAN bus.
  • the second intensity 12 is determined from data and measurements representative of the heating power that the liquid cooling circuit is capable of dissipating, so as to generate eddy currents generating a corresponding heat output. to the heat output that the cooling system is able to dissipate.
  • This heating capacity is conditioned mainly by a difference, denoted DT, between the temperature of the coolant inlet 11 of the cooler and the outlet 12 of the grinder, and by the flow rate, denoted D, of the coolant in the stirrer.
  • the heating capacity that the cooling circuit can dissipate is even higher than the difference DT and the flow D are important.
  • the temperature difference DT is determined from two thermal probes placed respectively at the inlet 11 and at the outlet 12 of the cooling circuit, these probes being connected to the control box 19.
  • the flow rate D of the coolant corresponds to the rotational speed of a water pump driven by the engine of the vehicle, and which causes the circulation of the liquid in the cooling circuit.
  • the flow rate D results from the rotational speed of the heat engine, denoted Nt, and an abacus representative of the characteristic of this pump.
  • the control box 19 retrieves on the CAN bus the rotational speed Nt to determine the flow rate D from the pump chart stored in this control box 19.
  • the heating power to be dissipated by the liquid cooling circuit corresponds mainly to the heating power resulting from the eddy currents flowing in the cylindrical jacket 9. This is directly related to the intensity of the current, denoted If, which flows in the coils. 13. This current If itself has an intensity depending on the rotational speed Na of the rotary shaft 7, and the intensity of the excitation current Ie.
  • Determining the second intensity 12 consists in first identifying a threshold value of the current If flowing in the inductor coils beyond the heat output generated by the eddy currents would be greater than the heat output that the liquid cooling circuit is capable of dissipating.
  • This threshold value of the intensity of the current If which therefore depends on the difference DT and the rate D, is for example read in a digital data table stored in the control box 19.
  • the value of the second intensity 12 of the excitation current is read in another data table.
  • This other data table indicates the value of Ie for different values of If and Na.
  • the third intensity 13 corresponds to a condition to be met by the temperature of the jacket, which must remain below a critical temperature, noted Tc, not to cause the boiling liquid to cool.
  • This critical temperature Tc depends mainly on the flow rate D of coolant, according to a law of evolution represented on the graph of FIG. 4: the higher the flow rate D, the higher the critical temperature Tc can be important.
  • the temperature of the cylindrical jacket 9 depends mainly on the intensity If of the current flowing in the inductor coils 13.
  • this third intensity 13 consists in first reading the critical temperature Tc admissible for the rate D considered in a data table stored in the control box 19, this data table corresponding to the graph of FIG. 4. The value of the current If flowing in the inductor coils 13 and corresponding to the critical temperature Tc is then read in another data table which gives, for different critical temperatures Tc, the corresponding value of If, for normal operating conditions, c that is, for a coolant temperature close to one hundred and five degrees.
  • the value of 13 is then determined from the regime Na of the rotary shaft 7 and the current If determined above, by reading in another data table mapping Ie and If for different values of the control Na.
  • the data is stored in the control box 19 as separate data tables, but. these data can be stored in the form of one or more crossed dynamic tables.
  • the intensities 12 and 13 are determined by referring, intermediately, to threshold values of the current If flowing in the inductive coils 13, and by determining the intensity of the excitation current, 12 or 13 at the value of If desired, for the Na regime considered.
  • the value of 12 can be directly read from a table giving values of 12 from different D-flow rate values and DT differences.
  • the value of 13 can be determined by direct reading in a data table giving values of 13 corresponding to different values of the rate D.
  • the invention also increases the reliability and longevity of the retarder by avoiding to operate in a range beyond its possibilities.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé pour déterminer, dans un boîtier de commande, une intensité maximale admissible d'un courant d'excitation à injecter dans un ralentisseur électromagnétique (1). Le ralentisseur comprend un arbre portant des bobinages secondaires (5) et des bobines inductrices (13) alimentées par ces bobinages secondaire (5), les bobines primaires (8) et les bobinages secondaires (5) formant une génératrice. Il comprend aussi une chemise (9) dans laquelle les bobines inductrices (13) génèrent des courants de Foucault, et un circuit de refroidissement liquide de cette chemise. Le procédé consiste à déterminer l'intensité maximale en temps réel à partir de données et de valeurs représentatives du régime de rotation de l'arbre rotatif, de la puissance calorifique que le circuit de refroidissement est capable de dissiper, et du débit (D) du liquide de refroidissement. L'invention s'applique aux ralentisseurs électromagnétiques destinés à équiper notamment des poids lourds.

Description

Procédé de pilotage d'un ralentisseur électromagnétique
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne un procédé de pilotage d'un ralentisseur électromagnétique comprenant une génératrice de courant incluant des bobines primaires dans lesquelles un courant d'excitation est injecté.
L'invention s'applique à un ralentisseur capable de générer un couple résistant de ralentissement sur un arbre de transmission principal ou secondaire d'un véhicule qu'il équipe, lorsque ce ralentisseur est actionné .
ETAT DE LA TECHNIQUE
Un tel ralentisseur électromagnétique comprend un arbre rotatif qui est accouplé à l'arbre de transmission principal ou secondaire du véhicule pour exercer sur celui-ci le couple résistant de ralentissement pour notamment assister le freinage du véhicule.
Le ralentissement est généré avec des bobines inductrices alimentées en courant continu pour produire
I un champ magnétique dans une pièce métallique en matériau ferromagnétique, afin de faire apparaître des courants de Foucault dans cette pièce métallique.
Les bobines inductrices peuvent être fixes pour coopérer avec au moins une pièce métallique en matériau ferromagnétique mobile ayant une allure générale de disque rigidement solidaire de l'arbre rotatif.
Dans ce cas, ces bobines inductrices sont généralement orientées parallèlement à 1 ' axe de rotation et disposées autour de cet axe, en vis-à-vis du disque, en étant solidarisées à un flasque fixe. Deux bobines inductrices successives sont alimentées électriquement pour générer des champs magnétiques de directions opposées . Lorsque ces bobines inductrices sont alimentées électriquement, les courants de Foucault qu'elles génèrent dans le disque s'opposent par leurs effets à la cause qui leur a donné naissance, ce qui produit un couple résistant sur le disque et donc sur l'arbre rotatif, pour ralentir le véhicule.
Dans ce mode de réalisation, les bobines inductrices sont alimentées électriquement par un courant provenant du réseau électrique du véhicule, c'est-à-dire par exemple à partir d'une batterie du véhicule. Pour augmenter les performances du raientisseur, on recourt à une autre conception dans laquelle une génératrice de courant est intégrée au ralentisseur .
Ainsi, selon une autre conception connue des documents de brevet EP0331559 et FR1467310, l'alimentation électrique des bobines inductrices est assurée par une génératrice comprenant des bobines primaires statoriques alimentées par le réseau du véhicule, et des bobinages secondaires rotoriques solidaires de l'arbre rotatif.
Les bobines inductrices sont alors solidaires de l'arbre rotatif en étant radialement saillantes, de sorte qu'elles tournent avec l'arbre rotatif pour générer un champ magnétique dans une chemise cylindrique fixe qui les entoure.
Un redresseur tel qu'un redresseur à pont de diodes est interposé entre les bobinages secondaires rotoriques de la génératrice et les bobines inductrices, pour convertir le courant alternatif délivré par les bobinages secondaires de la génératrice en courant continu d ' alimentation des bobines inductrices .
Deux bobines inductrices radiales consécutives autour de l'axe de rotation génèrent des champs magnétiques de directions opposées, l'une générant un champ orienté de façon centrifuge, l'autre un champ orienté de façon centripète . En fonctionnement, l'alimentation électrique des bobines primaires permet à la génératrice de produire le courant d'alimentation des bobines inductrices, ce qui donne naissance à des courants de Foucault dans la chemise cylindrique fixe, pour générer un couple résistant sur l'arbre rotatif, qui ralentit le véhicule.
Afin de réduire le poids et d'augmenter encore les performances d'un tel ralentisseur, il est avantageux de l'accoupler à l'arbre de transmission du véhicule par l'intermédiaire d'un multiplicateur de vitesse, conformément à la solution adoptée dans le document de brevet EP1527509.
La vitesse de rotation de l'arbre du ralentisseur est alors surmultipliée par rapport à la vitesse de rotation de l'arbre de transmission auquel il est accouplé. Cet agencement permet d'augmenter significativement la puissance électrique délivrée par la génératrice, et donc la puissance du ralentisseur.
OBJET DE L'INVENTION
Le but de 1 ' invention est un procédé de détermination de l'intensité maximale admissible du courant d'excitation des bobines primaires d'un ralentisseur électromagnétique permettant d'en améliorer les performances et la fiabilité.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour déterminer, dans un boîtier de commande, une intensité maximale admissible (Imax) d'un courant d'excitation à injecter dans des bobines primaires statoriques d'un ralentisseur électromagnétique comprenant un arbre rotatif portant des bobinages secondaires et des bobines inductrices alimentées électriquement par ces bobinages secondaire, les bobines primaires et les bobinages secondaires formant une génératrice, ce ralentisseur comprenant une chemise cylindrique fixe entourant les bobines inductrices et dans laquelle les bobines inductrices génèrent des courants de Foucault, et un circuit de refroidissement à circulation de liquide de cette chemise, ce procédé consistant à déterminer l'intensité maximale en temps réel à partir de mesures représentatives du régime de rotation (Na) de l'arbre rotatif, de la puissance calorifique que le circuit de refroidissement est capable de dissiper, et du débit du liquide de refroidissement, ces données provenant de capteurs reliés au boitier de commande .
L'optimisation en temps réel de l'intensité du courant d'excitation qui est injecté dans les bobines primaires en fonction des conditions de fonctionnement du ralentisseur permet d'augmenter le couple de freinage. Elle permet d'intégrer différentes contraintes de fonctionnement distinctes pour déterminer une intensité de courant maximal admissible qui est optimale à chaque instant au vu des conditions de fonctionnement thermiques du ralentisseur.
L'invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel les mesures représentatives de la puissance calorifique que le circuit de refroidissement est capable de dissiper comprennent une valeur d'écart entre la température du liquide de refroidissement en entrée et en sortie du circuit de refroidissement et une valeur représentative du débit du liquide de refroidissement .
L ' invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, consistant à déterminer une première intensité à partir du régime de rotation de l'arbre rotatif, une seconde intensité à partir de la puissance calorifique que le circuit de refroidissement est capable de dissiper, et une troisième intensité à partir du débit du liquide de refroidissement et à attribuer à l'intensité maximale admissible la plus petite valeur parmi la première, la seconde et la troisième intensité.
L'invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l'intensité maximale admissible est déterminée dans le boîtier de commande à partir de tables de valeurs numériques mémorisées dans ce boîtier de commande, ces tables comprenant des valeurs représentatives du courant maximal admissible pour différentes conditions de fonctionnement.
L'invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel les valeurs sont mémorisées sous forme de tableau dynamique croisé.
L'invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, consistant à déterminer là valeur représentative du débit de liquide de refroidissement à partir du régime d'un moteur thermique du véhicule et d'une abaque caractéristique d'une pompe à eau entraînée par ce moteur thermique, cette pompe à eau provoquant la circulation du liquide de refroidissement.
L ' invention concerne également un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel la valeur significative du régime du moteur thermique est issue de données transmises par un bus CAN.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence aux dessins annexés qui en illustrent une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif.
La figure 1 est une vue d'ensemble avec un arrachement local d'un ralentisseur électromagnétique auquel s ' applique 1 ' invention ;
La figure 2 est une représentation schématique des composants électriques du ralentisseur auquel est appliqué le procédé selon l'invention ;
La figure 3 est une courbe représentative de 1 • intensité admissible en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre rotatif ;
La figure 4 est une courbe représentative de la température critique de chemise en fonction du débit de liquide de refroidissement. DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION
Dans la figure 1, le ralentisseur électromagnétique 1 comprend un carter principal 2 de forme généralement cylindrique ayant une première extrémité fermée par un couvercle 3 , et une seconde extrémité fermée par une pièce d'accouplement 4 par laquelle ce ralentisseur 1 est fixé à un carter de boîte de vitesses soit directement soit indirectement, ici via un multiplicateur de vitesse repéré par 6.
Ce carter 2, qui est fixe, renferme un arbre rotatif 7 qui est accouplé à un arbre de transmission non visible sur la figure, tel qu'un arbre principal de transmission aux roues du véhicule, ou secondaire tel qu'un arbre secondaire de sortie de boîte de vitesses via le multiplicateur de vitesse 6. Dans une région correspondant à l ' intérieur du couvercle 3 est située une génératrice de courant qui comprend des bobines primaires 8 fixes ou statoriques qui entourent des bobinages secondaires rotoriques, solidaires de l'arbre rotatif 7.
Ces bobinages secondaires sont représentés symboliquement en figure 2 en étant repérés par la référence 5. Ces bobinages secondaires 5 comprennent ici trois bobinages distincts 5A, 5B et 5C pour délivrer un courant alternatif triphasé ayant une fréquence conditionnée par la vitesse de rotation de l'arbre rotatif 7.
Une chemise interne fixe 9 de forme générale cylindrique est montée dans le carter principal 2 en étant légèrement espacée radialement de la paroi externe de ce carter principal 2 pour définir un espace intermédiaire 10, sensiblement cylindrique, dans lequel circule un liquide de refroidissement de cette chemise 9.
Ce carter principal , qui a également une forme générale cylindrique, est pourvu d'une canalisation d'admission 11 de liquide de refroidissement dans l'espace 10 et d'une canalisation de refoulement 12 du liquide de refroidissement hors de cet espace 10. Le circuit de refroidissement du ralentisseur peut être connecté en série avec le circuit de refroidissement du moteur thermique du véhicule que ce ralentisseur équipe. Dans ce cas, l'entrée 11 est connectée en sortie du moteur thermique, la sortie 12 étant connectée en entrée d'un radiateur de refroidissement de ce circuit.
Cette chemise 9 entoure plusieurs bobines inductrices 13 qui sont portées par un rotor 14 rigidement solidaire de l'arbre rotatif 7. Chaque bobine inductrice 13 est orientée pour générer un champ magnétique radial, tout en ayant une forme générale oblongue s 'étendant parallèlement à l'arbre 7.
De manière connue, la chemise 9 et le corps du rotor 14 sont en matériau ferromagnétique. Ici le carter est une pièce moulable à base d'aluminium et des joints d'étanchéité interviennent entre le carter et la chemise 9, le couvercle 3 et la pièce 4 sont ajourés.
Les bobines inductrices 13 sont alimentées électriquement par les bobinages secondaires rotorigues 5 de la génératrice via un pont redresseur porté par l'arbre rotatif 7. Ce pont redresseur peut être celui qui est repéré par 15 sur la figure 2, et qui comprend six diodes 15A-15F, pour redresser le courant alternatif triphasé issu des bobinages secondaires 5A-5C en courant continu. Ce pont redresseur peut aussi être d'un autre type, en étant par exemple formé à partir de transistors de type MOSFET.
Comme visible dans la figure 1, le rotor 14 portant les bobines inductrices 13 a une forme générale de cylindre creux relié à l'arbre rotatif 7 par des bras radiaux 16. Ce rotor 14 définit ainsi un espace interne annulaire situé autour de l'arbre 7, cet espace interne étant ventilé par un ventilateur axial 17 situé sensiblement au droit de la jonction du couvercle 3 avec le carter 2. Un ventilateur radial 18 est situé à l'extrémité opposée du carter 2 pour évacuer l'air introduit par le ventilateur 17. La sollicitation du ralentisseur consiste à alimenter les bobines primaires 8 avec un courant d'excitation provenant du réseau électrique du véhicule et notamment de la batterie, pour que la génératrice délivre un courant au niveau de ses bobinages secondaires 5. Ce courant délivré par la génératrice alimente alors les bobines inductrices 13 de manière à générer des courants de Foucault dans la chemise cylindrique fixe 9 pour produire un couple résistant assurant le ralentissement du véhicule. Le courant d'excitation est injecté dans les bobines primaires 8 au moyen d'un boîtier de commande décrit ci-après.
La puissance électrique délivrée par les bobinages secondaires 5 de la génératrice est supérieure à la puissance électrique d'alimentation des bobines primaires 8, puisqu'elle est le résultat du champ magnétique des bobines primaires 8 et du travail fourni par l'arbre rotatif. Dans le mode de réalisation de la figure 1, l'arbre 7 du ralentisseur est relié à l'arbre de transmission des roues du véhicule via le multiplicateur 6 agissant sur un arbre secondaire de la boîte de vitesses relié à l'arbre principal de celle-ci.
Ce ralentisseur comprend un boîtier de commande 19 représenté en figure 2, qui est interposé par exemple entre une source d'alimentation électrique du véhicule, et les bobines primaires 8. Dans l'exemple de la figure 2, le boîtier de commande 19 et les bobines primaires 8 sont montées en série entre une masse M du véhicule et une alimentation Batt de la batterie du véhicule. Comme visible dans cette figure, une diode D est montée aux bornes des bobines primaires 8 de façon à éviter la circulation d'un courant inverse dans les bobines primaires .
Le boîtier de commande 19 du ralentisseur est un boîtier électronique comprenant par exemple un circuit logique de type ASIC fonctionnant sous 5V, et/ou un circuit de commande de puissance capable de gérer des courants d'intensité élevée.
Ce boîtier de commande 19 comprend une entrée apte à recevoir un signal de pilotage du ralentisseur, représentatif d'un niveau de couple de ralentissement demandé au ralentisseur. Le boîtier de commande 19 détermine en temps réel une intensité maximale Imax admissible pour le courant à injecter dans les bobines primaires 8. Il définit ensuite la valeur de l ' intensité Ie du courant d'excitation, à partir de l'intensité maximale Imax et de la valeur prise par le signal de commande .
L'intensité maximale admissible Imax du courant d'excitation Ie à injecter dans les bobines primaires est déterminée dans le boîtier de commande 19 en temps réel à partir de données et de mesures représentatives du régime de rotation de l'arbre rotatif 7, de la puissance calorifique que le circuit de refroidissement est capable de dissiper, et du débit du liquide de refroidissement.
Le boîtier de commande 19 détermine d'abord trois intensités, notées respectivement II, 12 et 13, correspondant à trois critères distincts, et il attribue à Imax la plus faible des trois valeurs II, 12 et 13.
Ces trois intensités II, 12 et 13 correspondent à trois conditions distinctes à respecter.
La première intensité, II, est une valeur seuil du courant d'excitation Ie, au-delà de laquelle le courant If circulant dans les bobines inductrices 13 est trop élevé, et provoque l ' endommagement des bobines inductrices 13 ou du pont redresseur 15, ou bien des bobinages secondaires 5A-5C. Cette première intensité II dépend principalement du régime Na de rotation de l'arbre rotatif 7, puisque pour une même valeur de courant d'excitation Ie injecté dans les bobines primaires, l'intensité du courant If circulant dans les bobines inductrices 13 augmente avec le régime de rotation Na de 1 ' arbre 7. L'intensité 12 est une valeur seuil au-delà de laquelle la puissance calorifique générée par les courants de Foucault est supérieure à la puissance calorifique que le circuit de refroidissement est capable d'évacuer. Si l'intensité du courant d'excitation Ie est supérieure à 12, le liquide de refroidissement entre en ébullition.
L'intensité 13 est une valeur seuil au-delà de laquelle la température de la chemise cylindrique 9 est trop élevée et provoque également l'entrée en ébullition du liquide de refroidissement, même si celui-ci est capable d'évacuer la puissance calorifique générée par les courants de Foucault .
L'intensité II est déterminée par lecture dans une table de données mémorisée dans le boîtier de commande 19, qui comprend, pour différentes valeurs du régime de rotation Na l'intensité admissible pour le courant d'excitation Ie. Cette table correspond au graphe de la figure 3, représentatif du courant Ie admissible en fonction du régime Na, et qui est une courbe décroissante à asymptote horizontale.
Le régime de rotation Na de l'arbre rotatif 7 peut provenir d'un capteur de vitesse de rotation équipant le ralentisseur, ou bien être déduit de données disponibles sur un bus de données CAN du véhicule auquel le boîtier 19 est relié. Dans ce cas, le facteur du multiplicateur de vitesse 6 est mémorisé dans le boîtier de commande 19 pour permettre la détermination du régime Na à partir des données du bus CAN.
La seconde intensité 12 est déterminée à partir de données et mesures représentatives de la puissance calorifique que le circuit de refroidissement liquide est capable de dissiper, de façon à engendrer des courants de Foucault générant une puissance calorifique correspondant à la puissance calorifique que le circuit de refroidissement est capable de dissiper.
Cette puissance calorifique est conditionnée principalement par un écart, noté DT, entre la température du liquide de refroidissement en entrée 11 du râlentisseur et en sortie 12 du raientisseur, et par le débit, noté D, du liquide de refroidissement dans le râlentisseur. La puissance calorifique que le circuit de refroidissement peut dissiper est d'autant plus élevée que l'écart DT et le débit D sont importants.
L'écart de température DT est déterminé à partir de deux sondes thermiques placées respectivement en entrée 11 et en sortie 12 du circuit de refroidissement, ces sondes étant reliées au boîtier de commande 19.
Le débit D du liquide de refroidissement correspond au régime de rotation d'une pompe à eau entraînée par le moteur thermique du véhicule, et qui provoque la circulation du liquide dans le circuit de refroidissement . Le débit D résulte du régime de rotation du moteur thermique, noté Nt, et d'une abaque représentative de la caractéristique de cette pompe. Le boîtier de commande 19 récupère sur le bus CAN le régime de rotation Nt pour déterminer le débit D à partir de l'abaque de la pompe mémorisée dans ce boîtier de commande 19.
La puissance calorifique à dissiper par le circuit de refroidissement liquide correspond principalement à la puissance calorifique issue des courants de Foucault circulant dans la chemise cylindrique 9. Celle-ci est directement liée à l'intensité du courant, noté If, qui circule dans les bobines inductrices 13. Ce courant If a lui-même une intensité dépendant du régime de rotation Na de l'arbre rotatif 7, et de l'intensité du courant d'excitation Ie.
La détermination de la seconde intensité 12 consiste à identifier d'abord une valeur seuil du courant If circulant dans les bobines inductrices au-delà de laquelle la puissance calorifique générée par les courants de Foucault serait supérieure à la puissance calorifique que le circuit de refroidissement liquide est capable de dissiper. Cette valeur seuil de l'intensité du courant If, qui dépend donc de l'écart DT et du débit D, est par exemple lue dans une table de données numériques mémorisée dans le boîtier de commande 19.
A partir de cette valeur seuil du courant If circulant dans les bobines inductrices, et du régime de rotation Na de l'arbre rotatif 7, la valeur de la seconde intensité 12 du courant d'excitation est lue dans une autre table de données . Cette autre table de données indique la valeur de Ie pour différentes valeurs de If et de Na.
La troisième intensité 13 correspond à une condition à respecter par la température de la chemise, qui doit rester inférieure à une température critique, notée Tc, pour ne pas provoquer l'entrée en ébullition du liquide de refroidissement.
Cette température critique Tc dépend principalement du débit D de liquide de refroidissement, selon une loi d'évolution représentée sur le graphe de la figure 4 : plus le débit D est élevé, plus la température critique Tc peut être importante.
Lorsque la température du liquide de refroidissement évolue autour de cent-cinq degrés, ce qui correspond au graphe de la figure 4, la température de la chemise cylindrique 9 dépend principalement de l'intensité If du courant circulant dans les bobines inductrices 13.
La détermination de cette troisième intensité 13 consiste à lire d'abord la température critique Tc admissible pour le débit D considéré dans une table de données mémorisée dans le boîtier de commande 19, cette table de données correspondant au graphe de la figure 4. La valeur du courant If circulant dans les bobines inductrices 13 et correspondant à la température critique Tc est ensuite lue dans une autre table de données qui donne, pour différentes températures critiques Tc, la valeur de If correspondante, pour des conditions de fonctionnement normales, c'est-à-dire pour une température du liquide de refroidissement proche de cent- cinq degrés.
La valeur de 13 est ensuite déterminée à partir du régime Na de l'arbre rotatif 7 et du courant If déterminé ci-dessus, par lecture dans une autre table de données mettant en correspondance Ie et If pour différentes valeurs du régie Na.
Dans le mode de réalisation présenté ci-dessus, les données sont mémorisées dans le boîtier de commande 19 sous forme de tables de données distinctes, mais . ces données peuvent être mémorisées sous forme d'un ou plusieurs tableaux dynamiques croisés.
Ceci permet de faciliter l ' implémentation du procédé de pilotage selon l ' invention tout en offrant une flexibilité permettant une adaptabilité à différents contextes d'utilisation.
Dans l'exemple ci-dessus, les intensités 12 et 13 sont déterminées en se réfèrent, de façon intermédiaire, à des valeurs seuil du courant If circulant dans les bobines inductives 13, et en déterminant l'intensité de courant d'excitation, 12 ou 13 à la valeur de If souhaitée, pour le régime Na considéré.
Il est également possible d'implémenter le procédé selon l'invention en déterminant directement les valeurs de 12 et 13 sans déterminer de valeur seuil du courant If.
La valeur de 12 peut être directement lue dans une table donnant des valeurs de 12 à partir de différentes valeurs de débit D et d'écarts DT. De façon analogue, la valeur de 13 peut être déterminée par lecture directe dans une table de données donnant des valeurs de 13 correspondant à différentes valeurs du débit D.
L'invention offre notamment les avantages suivants :
Elle permet d'augmenter la valeur du courant d'excitation injecté dans les bobines primaires pour obtenir un couple de ralentissement plus élevé. Sans une telle régulation, l'intensité du courant d'excitation est limitée à une valeur relativement faible correspondant uniquement à des conditions d'utilisation du ralentisseur prédéterminées .
L'invention permet également d'augmenter la fiabilité et la longévité du ralentisseur en évitant de le faire fonctionner dans une gamme située au delà de ses possibilités .

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour déterminer, dans un boîtier de commande, une intensité maximale admissible (Imax) d'un courant d'excitation (Ie) à injecter dans des bobines primaires (8) statoriques d'un ralentisseur électromagnétique (1) comprenant un arbre rotatif (7) portant des bobinages secondaires (5) et des bobines inductrices (13) alimentées électriquement par ces bobinages secondaire (5) , les bobines primaires (8) et les bobinages secondaires (5) formant une génératrice, ce ralentisseur (1) comprenant une chemise cylindrique (9) fixe entourant les bobines inductrices (13) et dans laquelle les bobines inductrices (13) génèrent des courants de Foucault, et un circuit de refroidissement à circulation de liquide de cette chemise, ce procédé consistant à déterminer l'intensité maximale (Imax) en temps réel à partir de mesures représentatives du régime de rotation (Na) de l'arbre rotatif (7), de la puissance calorifique que le circuit de refroidissement est capable de dissiper (DT, D) , et du débit (D) du liquide de refroidissement, ces données provenant de capteurs reliés au boitier de commande (19) .
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les mesures représentatives de la puissance calorifique que le circuit de refroidissement est capable de dissiper comprennent une valeur d'écart (DT) entre la température du liquide de refroidissement en entrée (11) et en sortie (12) du circuit de refroidissement et une valeur représentative du débit (D) du liquide de refroidissement .
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 , consistant à déterminer une première intensité (II) à partir du régime de rotation (Na) de l'arbre rotatif (7), une seconde intensité (12) à partir de la puissance calorifique que le circuit de refroidissement est capable de dissiper, et une troisième intensité (13) à partir du débit (D) du liquide de refroidissement et à attribuer à l'intensité maximale (Imax) admissible la plus petite valeur parmi la première, la seconde et la troisième intensité (II, 12, 13) .
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'intensité maximale (Imax) admissible est déterminée dans le boîtier de commande (19) à partir de tables de valeurs numériques mémorisées dans ce boîtier de commande (19) , ces tables comprenant des valeurs représentatives du courant maximal (Imax) admissible pour différentes conditions de fonctionnement.
5. Procédé selon la revendication 4 , dans lequel les valeurs sont mémorisées sous forme de tableau dynamique croisé.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, consistant à déterminer la valeur représentative du débit (D) de liquide de refroidissement à partir du régime (Nt) d'un moteur thermique du véhicule et d'une abaque caractéristique d'une pompe à eau entraînée par ce moteur thermique, cette pompe à eau provoquant la circulation du liquide de refroidissement.
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel la valeur significative du régime du moteur thermique est issue de données transmises par un bus CAN.
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