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FR2836763A1 - Control of reversible rotating electric machine for use with internal combustion engined motor vehicle, uses braking of vehicle to trigger energy recuperation mode - Google Patents

Control of reversible rotating electric machine for use with internal combustion engined motor vehicle, uses braking of vehicle to trigger energy recuperation mode Download PDF

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FR2836763A1
FR2836763A1 FR0303326A FR0303326A FR2836763A1 FR 2836763 A1 FR2836763 A1 FR 2836763A1 FR 0303326 A FR0303326 A FR 0303326A FR 0303326 A FR0303326 A FR 0303326A FR 2836763 A1 FR2836763 A1 FR 2836763A1
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alternator
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machine
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engine
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Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

The control method is applied to a combined-alternator starter for an internal combustion engine, and during braking of the vehicle activates energy recuperation, storing recovered energy. During vehicle braking the excitation of the machine is increased by increasing the voltage applied to the field windings. An electronic converter circuit generates the increased voltage.

Description

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La présente invention est relative à une machine électrique tournante réversible telle qu'un alternateurdémarreur de véhicule, notamment automobile.  The present invention relates to a reversible rotary electric machine such as a vehicle starter alternator, especially automobile.

Une telle machine est décrite par exemple dans les documents EP-A-0 260 1786, FR-A-2 745 444 et FR-A-2 745 445 auxquels on pourra se reporter pour plus de précisions.  Such a machine is described for example in the documents EP-A-0 260 1786, FR-A-2 745 444 and FR-A-2 745 445 to which reference may be made for more details.

Cette machine fonctionne, d'une part, en générateur électrique de courant et, d'autre part, en moteur électrique.  This machine operates, on the one hand, as an electric current generator and, on the other hand, as an electric motor.

Cette machine du type polyphasé et réversible fonctionne donc en alternateur pour notamment charger la batterie du véhicule et comme démarreur pour entraîner le moteur à combustion interne, dit aussi moteur thermique, du véhicule automobile pour son démarrage.  This machine of the polyphase and reversible type therefore operates alternator for including charging the vehicle battery and as a starter to drive the internal combustion engine, also called engine, the motor vehicle for startup.

A cet effet le pont redresseur en sortie de l'induit de l'alternateur sert également de pont de commande des phases de l'alternateur.  For this purpose the rectifier bridge at the output of the armature of the alternator also serves as a bridge for controlling the phases of the alternator.

De manière connue cette machine tournante formant alternateur est dans un mode de réalisation associée au volant moteur du véhicule automobile en étant par exemple intégrée à celui-ci et tourne donc à la même vitesse de rotation que le vilebrequin du moteur thermique du véhicule automobile entraînant en rotation le volant moteur éventuellement en deux parties pour formation d'un volant amortisseur doté d'organes élastiques intervenant entre les deux parties ou d'un volant flexible. Dans ces deux cas le rotor de la machine est porté par l'une de ces parties.  In known manner this rotating machine forming an alternator is in an embodiment associated with the motor vehicle engine flywheel being for example integrated therewith and thus rotates at the same speed of rotation as the crankshaft of the engine of the motor vehicle driving in rotating the flywheel optionally in two parts for forming a damping flywheel with elastic members intervening between the two parts or a flexible flywheel. In both cases the rotor of the machine is carried by one of these parts.

En variante la machine réversible est entraînée en rotation par le vilebrequin par l'intermédiaire d'un dispositif de transmission de mouvement tel qu'un dispositif à poulies et courroie. Dans ce cas la machine tourne à une vitesse supérieure à celle du vilebrequin.  Alternatively the reversible machine is rotated by the crankshaft through a motion transmission device such as a pulley and belt device. In this case the machine runs at a higher speed than the crankshaft.

Dans tous les cas la machine électrique tournante comprend : un rotor bobiné constituant l'inducteur associé classiquement à deux bagues collectrices et deux balais par lesquels est amené le courant d'excitation ;  In all cases, the rotating electrical machine comprises: a wound rotor constituting the inductor conventionally associated with two slip rings and two brushes through which the excitation current is fed;

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un stator polyphasé portant plusieurs bobines ou enroulements, constituant l'induit, qui sont connectés en étoile ou en triangle dans le cas le plus fréquent d'une structure triphasée et qui délivrent vers le pont redresseur, en fonctionnement alternateur, la puissance électrique convertie.  a polyphase stator carrying several coils or windings, constituting the armature, which are connected in star or delta in the most frequent case of a three-phase structure and which deliver to the rectifier bridge, in alternating operation, the converted electrical power.

Le pont est relié aux différentes phases de l'induit et est monté entre la masse et une borne d'alimentation de la batterie. Ce pont présente par exemple plusieurs bras avec des diodes associées à des transistors de type MOSFET ou plus généralement à des interrupteurs.  The bridge is connected to the different phases of the armature and is mounted between the ground and a power supply terminal of the battery. This bridge has for example several arms with diodes associated with MOSFET transistors or more generally with switches.

Le fonctionnement en mode moteur d'une telle machine s'effectue en imposant par exemple un courant continu dans l'inducteur et en délivrant de manière synchrone sur les phases du stator des signaux déphasés de 1200, idéalement sinusoïdaux mais éventuellement trapézoïdaux ou carrés.  The motor mode operation of such a machine is effected by for example imposing a direct current in the inductor and delivering synchronously on the phases of the stator phase-shifted signals of 1200, ideally sinusoidal but possibly trapezoidal or square.

Ce pont redresseur et de commande est piloté par un module électronique de commande et de contrôle. Le pont et le module de commande appartiennent à une unité, dite unité de commande et de contrôle, implantée le plus souvent à l'extérieur de la machine.  This bridge rectifier and control is controlled by an electronic module control and control. The bridge and the control module belong to a unit, called control and control unit, most often located outside the machine.

Cette unité comporte un calculateur tel qu'un microcontrôleur.  This unit includes a computer such as a microcontroller.

Il est en outre prévu des moyens pour le suivi de la position angulaire du rotor pour, en mode moteur électrique, injecter au bon moment du courant électrique dans la phase appropriée et donc dans le bobinage concerné du stator.  There is further provided means for monitoring the angular position of the rotor for, in the electric motor mode, injecting at the right moment the electric current in the appropriate phase and therefore in the relevant winding of the stator.

Ces moyens avantageusement du type magnétique, en variante du type optique, envoient des informations à l'unité électronique de commande et de contrôle et sont décrits par exemple dans les documents FR-00 14927 déposé le 20 novembre 2000 et FR-00 03131 déposé le 10 mars 2000.  These means advantageously of the magnetic type, alternatively of the optical type, send information to the electronic control and control unit and are described for example in the documents FR-00 14927 filed November 20, 2000 and FR-00 03131 filed on March 10, 2000.

Ces moyens comportent donc une cible calée en rotation sur le rotor ou la poulie de la machine et au moins un capteur du type à effet Hall ou magnéto-résistif détectant le passage de la cible avantageusement du type magnétique.  These means therefore comprise a target set in rotation on the rotor or the pulley of the machine and at least one sensor of the Hall effect or magnetoresistive type detecting the passage of the target advantageously of the magnetic type.

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De préférence au moins trois capteurs sont prévus, ceuxci étant portés par le palier avant ou arrière que comporte la machine électrique tournante pour supporter de manière fixe le stator et à rotation le rotor.  Preferably at least three sensors are provided, the latter being carried by the front or rear bearing that comprises the rotating electrical machine for fixedly supporting the stator and rotating the rotor.

Dans le document EP-A-0 715 979 on a prévu de faire travailler la machine comme moteur auxiliaire. Plus précisément il est prévu une batterie auxiliaire en sorte que l'on peut réaliser une programmation pour, lorsque le véhicule est en stationnement, mettre en marche le dispositif de climatisation du véhicule automobile. Pour ce faire la machine électrique réversible et le compresseur du dispositif de climatisation sont solidaires en rotation d'un organe rotatif lui-même couplé au moteur thermique par une transmission unidirectionnelle de façon à être entraînée par le moteur thermique lorsque celui-ci fonctionne et à ne pas entraîner le moteur thermique lorsque la machine fonctionne en moteur lorsque le véhicule est en stationnement.  In EP-A-0 715 979 it is intended to operate the machine as an auxiliary motor. More specifically there is an auxiliary battery so that it can be programmed for, when the vehicle is parked, turn on the air conditioning device of the motor vehicle. To do this, the reversible electric machine and the compressor of the air-conditioning device are integral in rotation with a rotary member which is itself coupled to the heat engine by a unidirectional transmission so as to be driven by the heat engine when the latter is operating and Do not drive the engine when the machine is running on the engine when the vehicle is parked.

Dans le document FR 0016133 déposé le 12/12/2000 on a également prévu de faire travailler la machine comme moteur auxiliaire notamment lorsque lors d'un arrêt du moteur thermique du véhicule au feu rouge.  In the document FR 0016133 filed 12/12/2000 it was also planned to operate the machine as an auxiliary engine especially when stopping the engine of the vehicle at a red light.

Dans tous les cas il est prévu une unité électronique de commande et de contrôle comportant un commutateur permettant, d'une part, de raccorder le rotor bobiné de la machine à un dispositif régulateur de tension contrôlant l'intensité circulant dans l'inducteur lorsque la machine fonctionne en générateur électrique-mode alternateur-et, d'autre part, de raccorder le stator de la machine à un dispositif de commande, tel qu'un onduleur, commandant de manière séquentielle les phases de l'induit avec intervention de capteurs de la position angulaire du rotor lorsque la machine fonctionne en moteur électrique notamment en mode démarreur.  In all cases there is provided an electronic control and control unit comprising a switch allowing, on the one hand, to connect the wound rotor of the machine to a voltage regulator device controlling the intensity flowing in the inductor when the machine operates as a generator-alternator electrical mode-and, secondly, to connect the stator of the machine to a control device, such as an inverter, sequentially controlling the phases of the armature with intervention of sensors of the angular position of the rotor when the machine operates as an electric motor, particularly in starter mode.

La présente invention à pour objet de tirer partie de cette machine de manière simple et économique.  The present invention aims to take advantage of this machine in a simple and economical way.

Suivant l'invention un procédé de commande d'une machine électrique tournante polyphasée et réversible, dite alternateur-  According to the invention, a method for controlling a reversible polyphase rotating electrical machine, called alternator-

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démarreur, pour véhicule automobile à moteur thermique pouvant fonctionner soit en générateur électrique-mode alternateursoit en moteur électrique pour notamment démarrer le moteur thermique, est caractérisé en ce que lors du fonctionnement en moteur électrique ladite machine est entraînée selon deux modes correspondants à des courbes de caractéristiques vitesse/couple différentes, à savoir un premier mode, dit mode démarreur du moteur thermique, permettant d'entraîner le moteur thermique du véhicule pour démarrer celui-ci avec des couples élevés pour des vitesses basses, tandis que le second mode, dit mode moteur auxiliaire, permet d'entraîner la machine seule ou au moins un consommateur de puissance, tel qu'un accessoire, et/ou le moteur thermique avec des vitesses plus élevées et des couples plus faibles que ceux du premier mode.  starter, for a motor vehicle with a combustion engine that can operate either as an alternator-powered electric generator or as an electric motor for, in particular, starting the heat engine, is characterized in that, during operation in an electric motor, said machine is driven according to two modes corresponding to different speed / torque characteristics, namely a first mode, said starter mode of the engine, for driving the engine of the vehicle to start it with high torque for low speeds, while the second mode, said mode auxiliary motor, can drive the machine alone or at least a power consumer, such as an accessory, and / or the engine with higher speeds and lower torque than those of the first mode.

Grâce à l'invention la machine électrique tournante et réversible est utilisée en moteur électrique auxiliaire dans une plage de vitesse supérieure à celle nécessaire à démarrer le moteur thermique. Ainsi on peut arrêter le moteur thermique du véhicule automobile au feu rouge et entraîner au moins un accessoire par la machine électrique tel que le compresseur du dispositif de climatisation. Ensuite on peut redémarrer le moteur thermique. En variante l'accessoire est une pompe d'assistance pour direction hydraulique assistée en sorte que l'on peut tourner les roues lorsque le moteur thermique est arrêté au feu rouge. Bien entendu on peut en mode moteur auxiliaire entraîner plusieurs charges ou en variante entraîner la machine seule avant de passer en mode alternateur.  Thanks to the invention the rotating and reversible electric machine is used as an auxiliary electric motor in a speed range greater than that necessary to start the engine. Thus one can stop the engine of the motor vehicle at a red light and drive at least one accessory by the electrical machine such as the compressor of the air conditioning device. Then we can restart the engine. Alternatively the accessory is a power steering assist pump assisted so that you can turn the wheels when the engine is stopped at a red light. Of course one can in auxiliary motor mode drive several loads or alternatively drive the machine alone before switching to alternator mode.

Dans une forme de réalisation lors du deuxième mode on déconnecte ladite machine du moteur du moteur thermique du véhicule automobile.  In one embodiment in the second mode, said machine is disconnected from the engine of the engine of the motor vehicle.

Par exemple on prévoit un dispositif permettant de ne plus entraîner la poulie du vilebrequin du moteur thermique du véhicule ou le vilebrequin lui-même. Ce dispositif peut comporter un embrayage électromagnétique une roue libre pilotée etc. Un dispositif mécanique permet donc de débrayer la machine  For example, there is provided a device to no longer drive the crankshaft pulley of the engine of the vehicle or the crankshaft itself. This device may include an electromagnetic clutch, a freewheel driven, etc. A mechanical device thus makes it possible to disengage the machine

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et l'accessoire à entraîner, constituant un consommateur de puissance notamment mécanique et/ou électrique, du vilebrequin.  and the accessory to be driven, constituting a consumer of power including mechanical and / or electrical, the crankshaft.

En variante on fait varier le rapport de transmission du dispositif de transmission de mouvement.  In a variant, the transmission ratio of the motion transmission device is varied.

On peut donc avantageusement utiliser des rapports de transmission différents en fonction du mode de fonctionnement choisi. Ceci peut être réalisé à l'aide de dispositifs connus : train épicycloïdal, double poulie roue libre à sens de roue libre inversé. Dans le cas d'un double rapport de transmission, chaque courroie est munie soit d'un système de tension fixe soit d'un système de tension automatique, respectivement sur chacun des brins mous. Dans le cas de l'utilisation d'un train épicycloïdal intégré à la poulie de vilebrequin ou d'un rapport de transmission fixe, la tension de courroie peut être effectuée soit à l'aide d'un tendeur fixe ou d'un tendeur dynamique réversible, ou de deux tendeurs agissant chacun dans un seul mode de fonctionnement.  It is therefore advantageous to use different transmission ratios depending on the operating mode chosen. This can be achieved using known devices: planetary gear train, double freewheel pulley with reversed freewheeling direction. In the case of a double transmission ratio, each belt is provided with either a fixed voltage system or an automatic tensioning system, respectively on each of the soft strands. In the case of using an epicyclic gear train integrated in the crankshaft pulley or a fixed transmission ratio, the belt tension can be effected either with the aid of a fixed tensioner or a dynamic tensioner reversible, or two tensioners each acting in a single mode of operation.

Suivant une caractéristique on surexcite le bobinage du rotor en mode démarreur (premier mode) pour maximiser le couple de démarrage de l'alternateur-démarreur. Avantageusement on effectue cette suréxitation également dans le second mode-mode moteur auxiliaire-.  According to one characteristic, the rotor winding is overexcited in starter mode (first mode) to maximize the starting torque of the alternator-starter. Advantageously, this superaxination is also carried out in the second mode-auxiliary engine mode.

On peut ainsi augmenter la puissance de la machine sans avoir à utiliser des batteries plus puissantes.  It can thus increase the power of the machine without having to use more powerful batteries.

L'alternateur-démarreur peut donc démarrer un moteur à combustion interne de véhicule automobile plus puissant et/ou démarrer ledit moteur sous des températures basses.  The alternator-starter can thus start a more powerful motor vehicle internal combustion engine and / or start said engine under low temperatures.

Cette surexcitation peut être réalisée par une surtension aux bornes du bobinage d'excitation et/ou une surintensité dans le bobinage d'excitation par rapport à un alternateur conventionnel.  This overexcitation can be achieved by an overvoltage at the terminals of the excitation coil and / or an overcurrent in the excitation winding with respect to a conventional alternator.

Ceci peut être réalisé à l'aide d'un survolteur électronique ou encore en agissant sur le nombre de spires du bobinage d'excitation et sur sa résistance afin d'obtenir sous une même tension d'alimentation un nombre d'Ampères-tours supérieur.  This can be achieved using an electronic booster or by acting on the number of turns of the excitation coil and on its resistance to obtain under a same supply voltage a higher number of ampere turns .

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Dans un mode de réalisation, on augmente la section du fil conducteur de la bobine d'excitation. On peut jouer sur le nombre de spires de la bobine d'excitation.  In one embodiment, the section of the conductive wire of the excitation coil is increased. One can play on the number of turns of the excitation coil.

Dans un mode de réalisation on surexcite le bobinage du rotor uniquement en mode démarreur et également avantageusement en mode moteur auxiliaire.  In one embodiment, the winding of the rotor is only overexcited in the starter mode and also advantageously in the auxiliary motor mode.

Dans un autre mode de réalisation on surexcite le bobinage du rotor également en mode alternateur.  In another embodiment, the rotor winding is overexcited also in alternator mode.

Grâce à ces caractéristiques il est proposé une commande en mode démarreur de l'alimentation du bobinage d'excitation (c'est à dire du bobinage du rotor) qui permette d'installer rapidement le couple de démarrage, de l'augmenter et de minimiser la dissipation thermique et de maximiser la puissance au démarrage, ainsi que lors du deuxième mode la machine travaillant alors en moteur auxiliaire.  Thanks to these characteristics it is proposed a command in starter mode of the supply of the excitation winding (that is to say of the winding of the rotor) which makes it possible to quickly install the starting torque, to increase it and to minimize the heat dissipation and maximize the power at startup, as well as in the second mode the machine then working as an auxiliary motor.

Le procédé de pilotage du mode moteur auxiliaire peut être comme décrit ci-après. Si l'accessoire doit pouvoir être utilisé avant le démarrage du véhicule (préconditionnement thermique de l'habitacle programmé) le procédé consiste à l'amener à sa vitesse de rotation via la machine électrique en passant par une phase démarreur (surexcitation rotorique, sans entraîner le moteur thermique) puis à une vitesse nO à basculer en mode moteur auxiliaire. Une fois une vitesse nl atteinte, on charge le système, la vitesse résultante n x dépend alors de la puissance de la charge et de celle produite par le mode moteur auxiliaire ; la valeur de cette vitesse nx pouvant être réglée en défluxant plus ou moins le rotor du moteur auxiliaire.  The method of controlling the auxiliary motor mode can be as described below. If the accessory must be able to be used before starting the vehicle (thermal preconditioning of the programmed passenger compartment), the method consists in bringing it to its speed of rotation via the electric machine via a starter phase (rotor overexcitation, without driving the heat engine) then at a speed nO to switch to auxiliary engine mode. Once a speed nl reached, the system is loaded, the resulting speed n x then depends on the power of the load and that produced by the auxiliary motor mode; the value of this speed nx can be adjusted by more or less defluxing the rotor of the auxiliary motor.

Dans le cas où le véhicule à démarrer utilise le mode moteur auxiliaire, il existe alors la possibilité d'un démarrage inertiel. Le second mode moteur est pour ce faire utilisé (vilebrequin débrayé) et on entraîne la machine à la vitesse max. atteignable, puis on embraye le vilebrequin. Lorsque le mode moteur auxiliaire doit être activé alors qu'une phase d'arrêt moteur est prévue la charge (le consommateur de puissance) entraînée est délestée le vilebrequin débrayé, et on active le mode moteur auxiliaire, la vitesse étant alors  In the case where the vehicle to be started uses the auxiliary engine mode, there is then the possibility of an inertial start. The second engine mode is used to do this (crankshaft disengaged) and the machine is driven at max speed. achievable, then we engage the crankshaft. When the auxiliary engine mode is to be activated while an engine stop phase is provided the load (the power consumer) driven is relieved the crankshaft disengaged, and the auxiliary engine mode is activated, the speed being then

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supérieure à nO, on ne repasse pas par un mode démarreur, on charge alors de nouveau le dispositif, la vitesse résultante nx dépend alors de la puissance de la charge et de celle produite par le mode moteur auxiliaire (la valeur de cette vitesse nx pouvant être réglée en défluxant plus ou moins le rotor du moteur auxiliaire).  greater than nO, it is not passed through a starter mode, then the device is loaded again, the resulting speed nx then depends on the power of the load and that produced by the auxiliary motor mode (the value of this speed nx can be adjusted by more or less defluxing the rotor of the auxiliary motor).

Au moment du redémarrage, on déleste la charge entraînée, ce qui a pour conséquence une augmentation de la vitesse de rotation puis on effectue un démarrage identique au démarrage inertiel en embrayant le vilebrequin.  At the time of the restart, the driven load is unloaded, which results in an increase in the speed of rotation and then performs a boot identical to the inertial start by engaging the crankshaft.

L'unité électronique de contrôle et de commande peut prendre en compte la gestion de ce préconditionnement, ainsi qu'assurer les sécurités relatives aux personnes : pas de démarrage capot ouvert, portes ouvertes, redémarrage en cas de baisse de pression dangereuse sur le système de freinage, contact établi après une phase de stop, identification du code transpondeur inhibants le démarrage en cas de tentative d'effraction... ainsi qu'indiquer des dysfonctionnements : glissement courroie, courroie cassée, état de charge batterie.  The electronic control and control unit can take into account the management of this preconditioning, as well as ensure the safety relating to people: no open hood start, open doors, restart in case of dangerous pressure drop on the system. braking, contact established after a stop phase, identification of the transponder code inhibits starting in case of attempted break-in ... as well as indicating malfunctions: belt slip, broken belt, battery charge status.

Dans une forme de réalisation on tire partie des moyens de suivi de la rotation du rotor et plus précisément des capteurs fixes de ces moyens.  In one embodiment, the means for monitoring the rotation of the rotor and more precisely the fixed sensors of these means are used.

Plus précisément dans le premier mode selon l'invention, les signaux des capteurs reliés à l'unité électronique de commande et de contrôle (et donc de gestion), sont utilisés dans l'ordre direct. Dans le deuxième mode, on modifie l'ordre d'utilisation des signaux des capteurs par une permutation et une inversion des signaux des capteurs permettant de déphaser le signal de commande envoyé par l'unité de commande et de contrôle aux phases du stator.  More precisely in the first mode according to the invention, the signals of the sensors connected to the electronic control and control unit (and therefore of management), are used in the direct order. In the second mode, the order of use of the signals of the sensors is changed by a permutation and a reversal of the signals of the sensors making it possible to phase out the control signal sent by the control and control unit to the phases of the stator.

Bien entendu en mode moteur auxiliaire, on règle le courant d'excitation du bobinage d'excitation du rotor de manière différente de celle des modes alternateur et démarreur.  Naturally in auxiliary motor mode, the excitation current of the rotor excitation winding is set differently from that of the alternator and starter modes.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est  Other features and advantages of the invention will become apparent from the description which follows, which is

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purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale, sans coupe axiale du rotor de la cible et du porte-cible, d'un alternateur - démarreur selon le document FR 0003131 ;

Figure img00080001

- la figure 2 montre les courbes caractéristiques (couple et puissance en fonction d'une vitesse de rotation (nombre de tours par minute)-à savoir celle du rotor de la machine- proportionnelle à celle du moteur thermique du véhicule) ; - la figure 3 illustre un circuit d'alimentation conforme à un mode de mise en oeuvre possible pour l'invention. purely illustrative and not limiting and should be read with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is an axial sectional view, without axial section of the rotor of the target and the target holder, an alternator - starter according to the FR 0003131;
Figure img00080001

FIG. 2 shows the characteristic curves (torque and power as a function of a speed of rotation (number of revolutions per minute) - namely that of the rotor of the machine - proportional to that of the thermal engine of the vehicle); - Figure 3 illustrates a power supply circuit according to an implementation mode possible for the invention.

Dans les figures la machine électrique tournante réversible du type polyphasé est un alternateur-démarreur du type sus-indiqué est décrit par exemple dans les documents FR-00 14927 et FR-00 03131 précités.  In the figures the reversible rotary electric machine of the polyphase type is an alternator-starter of the type indicated above is described for example in the documents FR-00 14927 and FR-00 03131 mentioned above.

Cette machine a ici la structure d'un alternateur classique par exemple du type de celui décrit dans le document EP-A-0 515 259 auquel on se reportera pour plus de précisions.  This machine here has the structure of a conventional alternator for example of the type described in EP-A-0515259 to which reference will be made for more details.

Cette machine, comme illustré à la figure 1, est donc à ventilation interne (refroidissement par air), son rotor à griffes 4 portant au moins à l'une de ses extrémités axiales un ventilateur. 43,44 à pales 45. En variante la machine est refroidie par eau.  This machine, as shown in Figure 1, is therefore internally ventilated (air cooling), its claw rotor 4 carrying at least at one of its axial ends a fan. 43,44 to 45 blades. In a variant, the machine is cooled by water.

Plus précisément à la figure 1 le rotor 4 est un rotor à griffes avec des roues polaires 41,42 portants à leur périphérie externe des dents 143 d'orientation axiale et de forme trapézoïdale. Les dents 143 d'une roue polaire sont dirigées vers les dents de l'autre roue polaire, lesdites dents de forme globalement trapézoïdale étant réparties de manière imbriquée d'une roue polaire à l'autre.  More precisely in FIG. 1, the rotor 4 is a claw rotor with pole wheels 41, 42 carrying axially orientated and trapezoidal teeth 143 at their outer periphery. The teeth 143 of one pole wheel are directed towards the teeth of the other pole wheel, said teeth of generally trapezoidal shape being distributed nested from one pole wheel to the other.

Bien entendu, comme décrit par exemple dans le document FR-A-2 793 085, des aimants permanents peuvent être intercalés entre les dents des roues polaires pour augmenter le champ magnétique. Ces dents sont issues de la périphérie externe d'un flasque transversal que comporte chaque roue polaire 41,42.  Of course, as described for example in document FR-A-2 793 085, permanent magnets may be inserted between the teeth of the pole wheels to increase the magnetic field. These teeth are derived from the outer periphery of a transverse flange that includes each pole 41,42.

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Le rotor 4 porte centralement un bobinage d'excitation entre les flasques de ses roues polaires. Ce bobinage est visible par exemple à la figure 3 du document FR 0003131 et est porté par des noyaux issus des flasques des roues 41,42 ou par un noyau constituant une entretoise entre lesdits flasques.  The rotor 4 carries centrally an excitation coil between the flanges of its pole wheels. This winding is visible for example in Figure 3 of the document FR 0003131 and is carried by cores from the flanges of the wheels 41,42 or a core constituting a spacer between said flanges.

Le bobinage d'excitation comporte un élément électriquement conducteur qui est enroulé avec formation de spires. Ce bobinage d'excitation, lorsqu'il est activé, magnétise le rotor 4 pour créer à l'aide des dents 143 des paires de pôles magnétiques Nord-Sud. Les extrémités du bobinage du rotor sont reliées chacune à une bague collectrice 6,7 sur chacune desquelles frotte un balai (non référencé). Les balais sont portés par un porte-balais 16 solidaire du palier arrière 14 de la machine portant centralement un roulement à billes (non référencé) supportant à rotation l'extrémité arrière de l'arbre 3 portant à solidarisation, ici grâce à un moletage, le rotor 4.  The excitation winding comprises an electrically conductive element which is wound with the formation of turns. This excitation coil, when activated, magnetizes the rotor 4 to create with the teeth 143 pairs of magnetic poles North-South. The ends of the rotor winding are each connected to a slip ring 6.7 on each of which rubs a brush (not referenced). The brushes are carried by a brush holder 16 secured to the rear bearing 14 of the machine bearing a central ball bearing (not referenced) rotatably supporting the rear end of the shaft 3 to be secured, here by knurling, the rotor 4.

L'extrémité avant de l'arbre 3 est supportée à rotation par un roulement à billes 11 porté par le palier avant 13 de la machine. L'extrémité avant de l'arbre porte à l'extérieur de la machine un organe de transmission de mouvement sous la forme d'une poulie 1 appartenant à un dispositif de transmission de mouvement comportant au moins une courroie en prise avec la poulie. Le dispositif de transmission de mouvement établit une liaison entre la poulie et un organe, tels qu'une autre poulie, entraîné en rotation par le moteur à combustion interne du véhicule. L'arbre 3 est fileté à son extrémité avant pour fixation de la poulie 1 intérieurement creuse à l'aide d'un écrou 2 comme visible dans cette figure 1. L'axe de symétrie axiale X-X définit l'axe de rotation de la machine électrique tournante ici du type triphasé.  The front end of the shaft 3 is rotatably supported by a ball bearing 11 carried by the front bearing 13 of the machine. The front end of the shaft carries on the outside of the machine a motion transmission member in the form of a pulley 1 belonging to a motion transmission device comprising at least one belt engaged with the pulley. The motion transmission device establishes a connection between the pulley and a member, such as another pulley, rotated by the internal combustion engine of the vehicle. The shaft 3 is threaded at its front end for fixing the internally hollow pulley 1 by means of a nut 2 as visible in this figure 1. The axis of axial symmetry XX defines the axis of rotation of the machine rotating electric here of the three-phase type.

Lorsque la machine-ici un alternateur-démarreurfonctionne en mode alternateur c'est-à-dire comme générateur électrique, la poulie est entraînée en rotation par le moteur à combustion interne du véhicule via au moins la courroie précitée. Lorsque la machine fonctionne en mode démarreur  When the machine-here an alternator-starteroperates in alternator mode that is to say as an electric generator, the pulley is rotated by the internal combustion engine of the vehicle via at least the aforementioned belt. When the machine is running in starter mode

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c'est-à-dire en moteur électrique, la poulie entraîne en rotation le moteur du véhicule via la courroie.  that is to say in electric motor, the pulley rotates the vehicle engine via the belt.

En variante le dispositif de transmission de mouvement comporte au moins une chaîne, ou au moins un engrenage, ou au moins un pignon en sorte que la poulie 1 peut être remplacée par une roue dentée, un engrenage, un pignon ou autre organe constituant l'organe de transmission de mouvement.  Alternatively the motion transmission device comprises at least one chain, or at least one gear, or at least one pinion so that the pulley 1 can be replaced by a gear, a gear, a pinion or other member constituting the motion transmission member.

Les paliers avant et arrière 13,14, de manière connue, sont ajourés pour la ventilation interne de la machine, sont reliés entre eux, par exemple à l'aide de tirants comme visible à la figure 1, et appartiennent au support S de la machine destiné à être fixé sur une partie fixe du véhicule.  The front and rear bearings 13, 14, in known manner, are perforated for the internal ventilation of the machine, are interconnected, for example using tie rods as shown in Figure 1, and belong to the support S of the machine intended to be fixed on a fixed part of the vehicle.

En variante, de manière connue, les supports sont en contact étanche l'un avec l'autre et sont creusés intérieurement à leur périphérie externe d'orientation axiale pour formation d'un canal de circulation d'un fluide de refroidissement, tel que le fluide de refroidissement du moteur thermique du véhicule, en sorte que la machine est refroidie ; ce type de refroidissement étant appelé classiquement refroidissement par eau.  Alternatively, in known manner, the supports are in sealing contact with each other and are hollowed out internally at their outer periphery of axial orientation for forming a circulation channel of a cooling fluid, such as the cooling fluid of the engine of the vehicle, so that the machine is cooled; this type of cooling being conventionally called water cooling.

Le support S grâce aux paliers 13,14 porte intérieurement de manière fixe à sa périphérie externe le stator 8 de la machine comportant un corps, constitué usuellement par un paquet de tôles, portant des bobines ou plus généralement des enroulements dont les sorties sont reliées au pont redresseur et de commande précité.  The support S thanks to the bearings 13,14 internally carries fixedly at its outer periphery the stator 8 of the machine comprising a body, usually constituted by a bundle of sheets, carrying coils or more generally windings whose outputs are connected to the bridge rectifier and control aforesaid.

Les bobines ou enroulements du stator sont formés par des fils ou des enroulements en barres électriquement conducteurs comme décrit par exemple dans les documents W092/06527 et FR 00 16738 déposé le 21/12/2000 ; les barres peuvent être de section rectangulaire. Les fils ou les barres traversent à isolation électrique le corps du stator 8 et sont reliés entre eux pour former des réseaux s'étendant de part et d'autre du corps du stator 8 en formant un premier et un deuxième chignons.  The coils or windings of the stator are formed by son or windings in electrically conductive bars as described for example in the documents WO92 / 06527 and FR 00 16738 filed on 21/12/2000; the bars may be of rectangular section. The wires or bars are electrically insulated through the body of the stator 8 and are interconnected to form networks extending on either side of the body of the stator 8 forming a first and a second updo.

Plus précisément, de manière connue, la machine comporte plusieurs phases comprenant chacune une entrée et une sortie et  More specifically, in known manner, the machine comprises several phases each comprising an input and an output and

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les fils ou les barres sont reliés entre eux pour former lesdits réseaux et connecter l'entrée de la phase à la sortie de la phase en formant au moins un enroulement par phase. La machine peut donc être du type hexaphasé comme dans les figures 6 à 9 du document FR 00 16738 ou triphasé comme dans les figures 2 à 6 de ce document FR 00 16738. Les fils ou les barres traversent axialement à isolation électrique dans une forme de réalisation des encoches formées dans chaque tôle du corps du stator. En variante les fils ou les barres traversent centralement à isolation électrique le corps du stator en étant fixés au corps du stator par de la résine comme décrit par exemple dans le document US A 5 097 167.  the wires or bars are interconnected to form said networks and connect the input of the phase to the output of the phase by forming at least one winding per phase. The machine can therefore be of the hexaphase type as in FIGS. 6 to 9 of document FR 00 16738 or three-phase as in FIGS. 2 to 6 of this document FR 00 16738. The wires or bars pass axially through electrical insulation in a form of FIG. realization of the notches formed in each sheet of the stator body. In a variant, the wires or bars pass through the stator body centrally and electrically insulated by being fixed to the body of the stator by resin, as described for example in document US Pat. No. 5,097,167.

Le stator 8, constituant en mode alternateur l'induit de la machine, entoure le rotor 4, constituant en mode alternateur l'inducteur de la machine. Les balais, via le porte-balais 16, sont reliés à un dispositif régulateur de tension de l'alternateur pour maintenir la tension de l'alternateur à une tension voulue ici de l'ordre de 14V, pour une batterie de 12V.  The stator 8, constituting in alternator mode the armature of the machine, surrounds the rotor 4, constituting in alternator mode the inductor of the machine. The brushes, via the brush holder 16, are connected to a voltage regulator device of the alternator to maintain the voltage of the alternator at a desired voltage here of the order of 14V, for a battery of 12V.

Le pont redresseur, l'unité électronique de commande et de contrôle du pont redresseur à bras sont ici montés dans un boîtier électronique implanté à l'extérieur de la machine. Il en est de même dans une forme de réalisation du dispositif régulateur de tension.  The rectifier bridge, the electronic control and control unit of the bridge rectifier arm are here mounted in an electronic box located outside the machine. It is the same in one embodiment of the voltage regulator device.

En variante le boîtier est monté sur la machine par exemple à l'arrière ou à la périphérie externe de celle-ci.  Alternatively the housing is mounted on the machine for example at the rear or the outer periphery thereof.

Le dispositif régulateur de tension est dans une variante monté à l'extérieur du boîtier en étant relié électriquement à celui-ci. Toutes les combinaisons sont possibles.  The voltage regulator device is in a variant mounted outside the housing being electrically connected thereto. All combinations are possible.

Ce boîtier porte des moyens de commutation comportant ici des interrupteurs de puissance, une unité électronique de commande et de contrôle et un circuit de surexcitation.  This housing carries switching means here comprising power switches, an electronic control and control unit and an overexcitation circuit.

L'unité électronique comporte un calculateur, tel qu'un microcontrôleur, recevant des informations de capteurs 52 décrits ci-après.  The electronic unit comprises a computer, such as a microcontroller, receiving sensor information 52 described below.

La machine formant alternateur-démarreur présente ici des bobinages de stator et un pont redresseur montés en parallèle  The alternator-starter machine here has stator windings and a rectifier bridge connected in parallel

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avec une batterie B d'un véhicule et un bobinage d'excitation porté à solidarisation par le rotor et alimenté par l'intermédiaire d'un circuit de surexcitation.  with a battery B of a vehicle and an excitation winding secured to the rotor and supplied via an overexcitation circuit.

Ce circuit de surexcitation est actif en mode démarrage (alternateur-démarreur fonctionnant en moteur électrique) pour, rendre maximal le couple de démarrage de l'alternateur-démarreur et démarrer plus aisément le moteur à combustion interne, dit aussi moteur thermique, du véhicule automobile, soit lors d'un démarrage à froid, soit lors d'un redémarrage après par exemple un arrêt à un feu rouge ; le moteur ayant été coupé pour réduire à la consommation de carburant et réaliser ainsi une fonction dite de Stop and GO .  This overexcitation circuit is active in start-up mode (alternator-starter operating as an electric motor) to make the start-up torque of the alternator-starter and start more easily the internal combustion engine, also called the engine, of the motor vehicle either during a cold start, or during a restart after for example a stop at a red light; the engine has been cut to reduce fuel consumption and thus achieve a function called Stop and GO.

Ce circuit de surexcitation reçoit en entrée la tension de réseau de bord délivrée par la batterie et/ou l'alternateur et délivre aux bornes du bobinage d'excitation une tension supérieure à cette tension de réseau de bord.  This overexcitation circuit receives as input the edge network voltage delivered by the battery and / or the alternator and delivers across the excitation winding a voltage greater than this edge network voltage.

Le montage comporte de manière précitée en outre des moyens de commutation (interrupteur de puissance par exemple) commandés par l'unité électronique de commande.  The assembly further comprises, in addition, switching means (power switch for example) controlled by the electronic control unit.

Cette unité de commande est associée au dispositif régulateur de tension de l'alternateur et commande par exemple le commutateur par un signal à modulation de largeur d'impulsion.  This control unit is associated with the voltage regulator device of the alternator and controls for example the switch by a pulse width modulated signal.

Egalement, l'unité de commande et de contrôle peut comporter des moyens qui permettent, dans le cas où l'alternateur-démarreur se déchargerait sur le réseau de bord en étant déconnecté par rapport à la batterie (cas de load dump selon la terminologie anglo-saxonne généralement utilisée par l'homme du métier), de commander immédiatement l'ouverture du commutateur de puissance afin de réaliser une démagnétisation rapide de l'alternateur, notamment de son rotor.  Also, the control and control unit may comprise means that allow, in the case where the alternator-starter would discharge on the on-board network being disconnected from the battery (load dump case according to the English terminology). -Saxon usually used by those skilled in the art), to immediately control the opening of the power switch to achieve rapid demagnetization of the alternator, including its rotor.

Le circuit de surexcitation agit également lorsque la machine fonctionne en mode alternateur.  The overexcitation circuit also acts when the machine is operating in alternator mode.

Le circuit de surexcitation est commandé de façon que la tension ou le courant de surexcitation qu'il délivre soit toujours inférieure à une tension ou un courant qui correspond à  The overexcitation circuit is controlled so that the voltage or the overexcitation current that it delivers is always less than a voltage or a current corresponding to

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la température maximale admissible pour l'alternateur-démarreur et les composants qui sont associés à celui-ci, notamment quand la machine travaille en mode alternateur.  the maximum permissible temperature for the alternator-starter and the components associated with it, particularly when the machine is operating in alternator mode.

Dans un premier mode de mise en oeuvre, il est prévu sur la machine au moins un capteur thermique qui permet de connaître avec précision la température de l'élément le plus chaud.  In a first mode of implementation, there is provided on the machine at least one thermal sensor that allows to know precisely the temperature of the hottest element.

Une boucle d'asservissement permet de maintenir la tension et/ou le courant de surexcitation délivré par le circuit d'excitation à des valeurs imposant en permanence à la machine, notamment en mode alternateur, d'être à une température inférieure à la température maximale admissible pour celui-ci et ses composants.  A control loop makes it possible to maintain the voltage and / or the overexcitation current delivered by the excitation circuit at values that permanently impose on the machine, in particular in alternator mode, a temperature below the maximum temperature. admissible for this one and its components.

Suivant une caractéristique de ce mode de réalisation, lorsque la machine fonctionne en mode démarreur, notamment pour démarrer le véhicule automobile, la surexcitation (tension et/ou courant délivré par le circuit de surexcitation) est plus grande que la surexcitation en mode alternateur afin de maximiser le couple (et donc la puissance) de démarrage de l'alternateurdémarreur.  According to a characteristic of this embodiment, when the machine operates in starter mode, in particular for starting the motor vehicle, the overexcitation (voltage and / or current delivered by the overexcitation circuit) is greater than the overexcitation in alternator mode in order to maximize the starting torque (and thus power) of the starter alternator.

Suivant une caractéristique on magnétise le courant rotorique c'est-à-dire le courant du bobinage d'excitation, avec un courant supérieur à celui nécessaire en mode alternateur.  According to one characteristic, the rotor current, that is to say the current of the excitation coil, is magnetized with a current greater than that required in the alternator mode.

En variante on peut agir sur la tension d'excitation et augmenter celle-ci par rapport au mode alternateur.  Alternatively one can act on the excitation voltage and increase it over the alternator mode.

Dans un autre mode de mise en oeuvre, qui est un mode de mise en oeuvre préféré, on commande le circuit de surexcitation de façon que la tension ou le courant qu'il délivre soit toujours inférieure à une tension ou un courant qui, pour une vitesse angulaire donnée pour le rotor, notamment en mode alternateur, correspondrait à une température maximale prédéterminée par des essais ou un autre moyen.  In another embodiment, which is a preferred embodiment, the overexcitation circuit is controlled so that the voltage or current it delivers is always less than a voltage or a current which, for an The given angular velocity for the rotor, especially in alternator mode, would correspond to a predetermined maximum temperature by tests or other means.

Le circuit de surexcitation est dans un mode de réalisation commandé, en fonction de la vitesse angulaire du rotor, de façon que la tension ou le courant de surexcitation que le circuit de surexcitation délivre soit toujours inférieur  The overexcitation circuit is in a controlled embodiment, depending on the angular velocity of the rotor, so that the overexcitation voltage or current that the overexcitation circuit delivers is always less than

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à la tension ou au courant maximal qui correspond à cette vitesse angulaire.  at the maximum voltage or current that corresponds to this angular velocity.

On utilise ainsi la machine en mode alternateur au maximum de ses possibilités.  The machine is thus used in alternator mode to the maximum of its possibilities.

En variante encore on peut prévoir que c'est le rapport cyclique du signal à modulation de largeur d'impulsion qui commande le commutateur qui est asservi, soit en fonction de la température, soit en fonction de la vitesse angulaire du rotor, de façon que la température du composant le plus chaud de la machine soit toujours inférieure à la température maximale admissible.  As a further variant, it is possible to predict that it is the cyclic ratio of the pulse width modulated signal which controls the switch which is slaved, either as a function of the temperature or as a function of the angular speed of the rotor, so that the temperature of the hottest component of the machine is always lower than the maximum permissible temperature.

En mode démarreur, on utilise ici un rapport cyclique plus élevé qu'en mode alternateur. Par exemple le rapport cyclique est de 100% en mode démarreur et de 75% en mode alternateur.  In starter mode, a higher duty cycle is used here than in alternator mode. For example, the duty cycle is 100% in starter mode and 75% in alternator mode.

La mise en oeuvre de cet asservissement en température peut être réalisée en mesurant la température du composant le plus chaud et en le comparant à une tension de référence.  The implementation of this temperature control can be achieved by measuring the temperature of the hottest component and comparing it with a reference voltage.

L'asservissement peut aussi être réalisé en estimant la température du composant le plus chaud à partir d'une température facile à mesurer (typiquement dans le régulateur et en déduisant ladite température du composant le plus chaud.  Servo-control can also be achieved by estimating the temperature of the hottest component from a temperature easy to measure (typically in the controller and deducing said temperature from the hottest component.

Ce circuit d'excitation est par exemple un circuit hacheur élévateur de tension qui comporte une inductance montée entre une ligne d'alimentation à la tension positive du réseau et un interrupteur qui est par ailleurs relié à la masse.  This excitation circuit is for example a voltage-boosting chopper circuit which comprises an inductance mounted between a supply line at the positive voltage of the network and a switch which is also connected to ground.

Le circuit d'excitation est donc un survolteur électronique suivant une caractéristique.  The excitation circuit is therefore an electronic boost according to a characteristic.

Avantageusement le survoltage est plus important en mode démarreur qu'en mode alternateur.  Advantageously, the boost is greater in starter mode than in alternator mode.

Dans le cas où il surviendrait accidentellement une coupure de la liaison électrique entre l'alternateur et la batterie (unload dump"), on met en oeuvre une démagnétisation rapide par exemple à l'aide d'interrupteurs.  In the case where there is accidentally a break in the electrical connection between the alternator and the battery (unload dump "), it implements rapid demagnetization for example by means of switches.

Dans une forme de réalisation à la fermeture d'un interrupteur de contact on alimente le bobinage d'excitation du  In an embodiment at the closing of a contact switch, the excitation winding of the

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rotor 4 avec une tension et/ou un courant important, par exemple avec une tension de l'ordre de 20V et un courant de 10A, sachant que la tension nominale est normalement de 14V.  rotor 4 with a voltage and / or a large current, for example with a voltage of the order of 20V and a current of 10A, knowing that the nominal voltage is normally 14V.

La tension et/ou le courant important ainsi généré permettent d'installer rapidement un couple de démarrage important.  The voltage and / or the large current thus generated make it possible to quickly install a large starting torque.

La tension d'alimentation du bobinage de rotor est ensuite diminuée dans une deuxième phase pour être passée par exemple à 12 V ou 6 A à l'issue d'un temps donné, ce qui évite de chauffer de façon trop importante le bobinage d'excitation de l'alterno-démarreur.  The supply voltage of the rotor winding is then decreased in a second phase to be passed for example to 12 V or 6 A at the end of a given time, which avoids overheating the coil winding. excitation of the alternator-starter.

Puis, la tension devient négative lorsque le démarrage est détecté, afin de ne pas surcharger le moteur thermique dans la phase de démarrage et éviter que celui-ci cale lorsque l'on passe en mode alternateur.  Then, the voltage becomes negative when the start is detected, so as not to overload the engine in the start phase and prevent it from stalling when switching to alternator mode.

Cette inversion de tension est obtenue par exemple grâce à un interrupteur de démagnétisation rapide.  This voltage reversal is obtained for example by means of a fast demagnetization switch.

Pour plus de précisions on se reportera au document FR 00 16133 déposé le 12/12/2000 et notamment aux figures 5 et 6 de celui-ci.  For more details we refer to the document FR 00 16133 filed 12/12/2000 and in particular to Figures 5 and 6 thereof.

Les modes de réalisation des figures 7 à 11 de ce document sont également possibles.  The embodiments of Figures 7 to 11 of this document are also possible.

L'interrupteur de démagnétisation rapide permet donc de désactiver rapidement le bobinage d'excitation par arrêt du courant dans celui-ci.  The rapid demagnetization switch therefore makes it possible to quickly deactivate the excitation winding by stopping the current therein.

Grâce à ses dispositions le couple-et donc la puissance de démarrage-de l'alternateur-démarreur est augmentée au maximum. On magnétise donc le rotor avec un courant circulant dans le bobinage d'excitation supérieur à celui nécessaire en mode alternateur.  Thanks to its provisions the torque-and therefore the starting power-of the alternator-starter is increased to the maximum. The rotor is therefore magnetized with a current flowing in the excitation winding greater than that required in alternator mode.

Bien entendu la surexcitation du bobinage d'excitation peut être réalisée d'une autre manière. Par exemple on peut agir sur le nombre de spires de la bobine d'excitation du rotor et sur sa résistance afin d'obtenir sur une même tension d'alimentation un nombre d'Ampères-tours supérieur. Par exemple, en considérant un bobinage d'excitation d'un rotor d'un  Of course the overexcitation of the excitation winding can be achieved in another way. For example, it is possible to act on the number of turns of the rotor excitation coil and on its resistance in order to obtain on the same supply voltage a higher number of ampere turns. For example, considering an excitation winding of a rotor of a

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alternateur classique comportant N spires de section A correspondant à une résistance R, un mode de réalisation de l'invention consiste à doter ce bobinage d'excitation de N/2 spires de section 2A ce qui correspond à une résistance R/4.  conventional alternator comprising N turns of section A corresponding to a resistor R, an embodiment of the invention consists in providing this excitation winding N / 2 turns of section 2A which corresponds to a resistance R / 4.

Le courant devient donc 4 fois supérieur à celui de l'alternateur classique pour une même tension. Le nombre d'Ampères-tours est deux fois supérieur à celui de l'alternateur classique.  The current thus becomes 4 times greater than that of the conventional alternator for the same voltage. The number of ampere-turns is twice that of the conventional alternator.

En variante on peut augmenter en mode démarreur le voltage à l'aide d'un survolteur de manière précitée. Par exemple on peut appliquer à l'aide d'un survolteur électronique une tension proche de 1,5 fois la tension nominale soit avec un courant de 1,5 fois le courant nominal en mode alternateur.  As a variant, the voltage can be increased by means of a booster in the aforementioned manner. For example, it is possible to apply, with the aid of an electronic booster, a voltage close to 1.5 times the nominal voltage or with a current of 1.5 times the rated current in alternator mode.

Ce survoltage entraîne une augmentation du courant électrique parcourant la bobine d'excitation.  This boosting causes an increase in the electric current flowing through the excitation coil.

Dans les phases de fonctionnement en mode alternateur la tension d'excitation est alors ramenée à une valeur permettant un fonctionnement satisfaisant pour le bilan de charge.  In the operation phases in alternator mode the excitation voltage is then reduced to a value allowing a satisfactory operation for the load balance.

Par exemple, lorsque le circuit de surexcitation comporte de manière précitée une commande avec un signal à modulation de largeur d'impulsion-KPWM , on peut agir sur le rapport cyclique d'excitation pour diminuer celui-ci en mode alternateur afin d'avoir une puissance électrique à dissiper dans la bobine d'excitation équivalente à celle d'une bobine classique.  For example, when the overexcitation circuit comprises above a control with a PWM-KPWM signal, it can act on the excitation duty cycle to reduce it in alternator mode to have a electrical power to dissipate in the excitation coil equivalent to that of a conventional coil.

La surexcitation peut se produire uniquement en mode démarreur.  Overexcitation can occur only in starter mode.

Avantageusement une surexcitation est produite également en mode alternateur ce qui permet d'avoir plus de puissance pour les consommateurs et/ou charges pour une tension nominale de 14V avec une batterie de 12V sans avoir besoin d'une batterie plus puisante, sachant que les véhicules automobiles sont de plus en plus dotés d'équipements requérants plus d'énergie.  Advantageously an overexcitation is also produced in alternator mode which allows to have more power for consumers and / or loads for a nominal voltage of 14V with a 12V battery without the need for a more powerful battery, knowing that vehicles More and more cars are equipped with equipment requiring more energy.

En mode démarreur (fonctionnement en moteur électrique) l'alternateur-démarreur surexcité peut entraîner plus de consommateurs et/ou de charges notamment lorsque le moteur  In starter mode (operation in electric motor) the overexcited alternator-starter can cause more consumers and / or loads, especially when the engine

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thermique du véhicule est arrêté au feu rouge, l'alternateurdémarreur fonctionnant alors en moteur auxiliaire.  the vehicle is stopped at a red light, the starter alternator operating as an auxiliary engine.

Grâce à la surexcitation le couple de démarrage peut être produit plus rapidement et peut augmenter et diminuer plus aisément grâce notamment à la démagnétisation rapide.  Thanks to the overexcitation the starting torque can be produced more quickly and can increase and decrease more easily thanks to the rapid demagnetization.

On peut réaliser la surexcitation avec un bobinage d'excitation de plus faible résistance par rapport à celui d'un alternateur conventionnel.  Overexcitation can be achieved with an excitation winding of lower resistance than that of a conventional alternator.

Dans tous les cas la démagnétisation rapide évite de prélever inutilement du couple sur le moteur thermique au début du fonctionnement en mode alternateur.  In any case the rapid demagnetization avoids unnecessarily drawing torque on the engine at the beginning of operation in alternator mode.

Le moteur thermique ne calera pas au début de sa mise en route-au régime de ralenti-car à ce moment là, la bobine d'excitation n'est pas activée. La magnétisation de la bobine d'excitation en mode alternateur se fait une fois le moteur lancé. Cette démagnétisation est utilisée en cas de Load dump .  The engine will not stall at the beginning of its start-up at idle-car at this time, the drive coil is not activated. The magnetization of the excitation coil in alternator mode is done once the engine is launched. This demagnetization is used in case of Load dump.

Bien entendu une fois le couple de démarrage installé rapidement, on peut réaliser d'autres formes de courbes qui permettent par exemple une diminution progressive.  Of course once the start torque installed quickly, we can achieve other forms of curves that allow for example a gradual decrease.

Aucun couple inutile étant prélevé grâce à la démagnétisation rapide.  No useless torque being removed thanks to the rapid demagnetization.

Après le démarrage, le passage en mode alternateur peut se faire de manière connue avec une charge progressive, ou un contrôle de vitesses pour éviter le calage du moteur thermique du véhicule.  After starting, switching to alternator mode can be done in a known manner with a progressive load, or a speed control to prevent stalling of the engine of the vehicle.

Bien entendu en variante l'asservissement en mode alternateur peut être réalisé avec une boucle ouverte.  Of course, alternatively, servocontrol in alternator mode can be performed with an open loop.

IL est donc possible de ne pas utiliser d'asservissement en température en mode alternateur.  It is therefore possible not to use temperature control in alternator mode.

La courbe de débit de l'alternateur (intensité en fonction du nombre de tours par minute) est dans un mode de réalisation programmée à l'aide de seuils de rapports cycliques de signaux à modulation de largeurs d'impulsions fixés par avance et correspondant aux besoins du véhicule automobile.  The alternator flow curve (intensity versus revolutions per minute) is in a programmed embodiment using pulse width modulated signal duty cycle thresholds set in advance and corresponding to the needs of the motor vehicle.

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Cette programmation réduit par exemple l'intensité aux fortes vitesses de rotation et aux débits importants par exemple de l'ordre de 90 à 120 Ampères pour notamment éviter d'utiliser des roulements à billes de support de l'arbre de rotor trop chers. Pour des raisons économiques, on peut donc se pénaliser dans les fortes vitesses de rotation. Dans les plages de faible vitesse, on réalise une surexcitation.  This programming reduces, for example, the intensity at high rotational speeds and at high flow rates, for example of the order of 90 to 120 amperes, in particular to avoid the use of too expensive rotor shaft bearing ball bearings. For economic reasons, we can penalize ourselves in the high speeds of rotation. In low speed ranges, overexcitation is achieved.

Il en est de même dans la plage de vitesse moyenne, au alentour de 3000 tours par minute, on réalise une surexcitation, le courant débité étant alors de l'ordre de 60 à 90 Ampères.  It is the same in the average speed range, around 3000 revolutions per minute, it is an overexcitation, the current output is then of the order of 60 to 90 amperes.

Tout peut être préprogrammé à l'avance notamment en fonction des essais.  Everything can be pre-programmed in advance, depending on the tests.

La surexcitation du bobinage d'excitation peut être réalisée en jouant sur le nombre d'Ampères-tours dudit bobinage.  Overexcitation of the excitation winding can be achieved by varying the number of ampere turns of said winding.

Bien entendu on peut, en mode alternateur, réaliser une surexcitation dans les grandes vitesses de rotation du rotor grâce au contrôle du paramètre précité.  Of course we can, in alternator mode, achieve overexcitation in the high rotational speeds of the rotor through the control of the aforementioned parameter.

En variante on peut mettre en forme le bobinage d'excitation à l'aide d'un outil de conformage pour donner à celui-ci à sa périphérie externe une forme pointue ou une forme de tonneau afin que le bobinage vienne au plus près des dents axiales du rotor à griffes comme décrit par exemple dans le document FROO 06853 déposé le 29 mai 2000. Ceci est favorable pour la surexcitation.  Alternatively, the excitation winding can be shaped using a shaping tool to give it at its outer periphery a pointed shape or a barrel shape so that the winding comes closer to the teeth. axial of the claw rotor as described for example in document FROO 06853 filed May 29, 2000. This is favorable for overexcitation.

Bien entendu l'alternateur-démarreur peut être implanté au niveau de l'embrayage du véhicule automobile comme décrit par exemple dans le document FR-A-2 782 356 déposé le 28 juillet 1999.  Of course the alternator-starter can be located at the clutch of the motor vehicle as described for example in the document FR-A-2 782 356 filed July 28, 1999.

Ainsi le rotor de l'alternateur-démarreur peut être implanté entre le moteur à combustion interne du véhicule automobile et le plateau de réaction de l'embrayage à friction.  Thus the rotor of the alternator-starter can be implanted between the internal combustion engine of the motor vehicle and the reaction plate of the friction clutch.

En variante le rotor peut être implanté en aval de l'embrayage à friction.  Alternatively the rotor may be located downstream of the friction clutch.

Dans ces deux cas le rotor est entraîné en rotation par le volant moteur du véhicule automobile lié en rotation an vilebrequin du moteur thermique du véhicule automobile.  In both cases the rotor is rotated by the flywheel of the motor vehicle connected in rotation to the crankshaft of the engine of the motor vehicle.

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Le rotor peut être porté par le volant moteur, qui entraîne en rotation de l'embrayage à friction, le plateau de réaction constituant alors l'extrémité arrière du volant moteur.  The rotor can be carried by the flywheel, which rotates the friction clutch, the reaction plate then constituting the rear end of the flywheel.

De manière précitée ce volant peut être en deux parties en sorte que le rotor est dans ce cas porté par la partie primaire, solidaire en rotation du vilebrequin, ou la partie secondaire solidaire du plateau de réaction de l'embrayage destiné à coopérer avec une face de friction du disque de friction de l'embrayage. Des organes élastiques, ainsi qu'éventuellement un limiteur de couple, interviennent entre ces deux parties pour une bonne filtration des vibrations et formation d'un double volant amortisseur. En variante ces deux parties sont solidaires, l'une pouvant être souple axialement pour formation d'un volant flexible.  As aforesaid, this flywheel may be in two parts so that the rotor is in this case carried by the primary portion, integral in rotation with the crankshaft, or the integral secondary portion of the reaction plate of the clutch for cooperating with a face of the friction disc of the clutch. Elastic members, as well as possibly a torque limiter, intervene between these two parts for good vibration filtration and formation of a double damping flywheel. Alternatively these two parts are integral, one may be axially flexible for forming a flexible flywheel.

L'alternateur-démarreur peut être sans balai. En variante l'alternateur-démarreur comporte un rotor à pôles saillants avec des bobinages d'excitation associés à chaque pôle.  The alternator-starter can be brushless. In a variant, the alternator-starter comprises a rotor with salient poles with excitation coils associated with each pole.

Il est en outre prévu des moyens pour le suivi de la position angulaire du rotor pour, en mode moteur électrique, injecter au bon moment du courant électrique dans la phase appropriée et donc dans le bobinage concerné du stator.  There is further provided means for monitoring the angular position of the rotor for, in the electric motor mode, injecting at the right moment the electric current in the appropriate phase and therefore in the relevant winding of the stator.

Ces moyens avantageusement du type magnétique, en variante du type optique, envoient des informations à l'unité électronique de commande et sont décrits par exemple dans les documents FR-00 14927 déposé le 20 novembre 2000 et FR-00 03131 déposé le 10 mars 2000.  These means advantageously of the magnetic type, alternatively of the optical type, send information to the electronic control unit and are described for example in documents FR-00 14927 filed November 20, 2000 and FR-00 03131 filed March 10, 2000 .

Ainsi à la figure 1 une cible 50 est fixée sur un portecible calé en rotation sur le rotor 4. Ce porte-cible est implanté axialement entre le rotor 4 et le palier arrière 14 radialement en dessous des pales 45 du ventilateur 44. Ce portecible forme une entretoise entre le rotor 4 et la bague interne du roulement à billes du palier arrière 14 et entoure en partie la bague externe de ce roulement à billes comme visible dans les figures du document FR 0003131 précité. Sur le fond transversal du palier arrière est fixé un porte-capteurs 53 qui porte ici  Thus, in FIG. 1, a target 50 is fixed on a fixed port rotated on the rotor 4. This target holder is implanted axially between the rotor 4 and the rear bearing 14 radially below the blades 45 of the fan 44. This portecible forms a spacer between the rotor 4 and the inner ring of the ball bearing of the rear bearing 14 and partially surrounds the outer ring of this ball bearing as shown in the figures of FR 0003131 supra. On the transverse bottom of the rear bearing is fixed a sensor holder 53 which carries here

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trois capteurs 52 du type à effet Hall, en variante du type magnéto résistif dont la résistance varie en fonction du flux magnétique.  three sensors 52 of the Hall effect type, alternatively magneto-resistive type whose resistance varies depending on the magnetic flux.

La cible 50 est ici magnétique et porte de manière alternée des pôles Nord et Sud. La lecture par les capteurs 52 à seuil est du type radiale. Pour ce faire le porte-capteurs 53, par exemple en matière plastique, présente des portions 55 d'orientation axiale 55 traversant ici un trou 54 de grande taille du palier 14. Chaque portion 55 porte un capteur 52 implanté radialement au-dessus de la cible 50 d'orientation axiale portée par la périphérie externe du porte-cible. En variante la cible est crénelée et les capteurs sont du type magnéto résistif.  The target 50 is magnetic here and alternately carries North and South poles. The reading by the threshold sensors 52 is of the radial type. To do this, the sensor holder 53, for example of plastic, has portions 55 of axial orientation 55 passing through a hole 54 of the large size of the bearing 14. Each portion 55 carries a sensor 52 implanted radially above the target 50 of axial orientation carried by the outer periphery of the target holder. Alternatively the target is castellated and the sensors are magneto-resistive type.

Le porte-capteurs 53 présente des oreilles 56 avec des trous de forme oblongue traversés chacun par un boulon de fixation 57 au fond du palier 14. Les portions 55 sont implantées radialement en dessous des pales 45. Le portecapteurs 53 a ainsi une position réglable circonférentiellement par rapport au palier 14. Un capot de protection 17 ajouré coiffe la partie arrière de la machine et notamment le portebalais 16 et le porte-capteurs 53. Ce capot 17 et fixé sur le flasque arrière 14 constituant avec le palier avant 13 le support fixe S du stator 8 de la machine du type synchrone.  The sensor holder 53 has lugs 56 with oblong holes each traversed by a fixing bolt 57 at the bottom of the bearing 14. The portions 55 are located radially below the blades 45. The sensor holder 53 thus has a circumferentially adjustable position relative to the bearing 14. A perforated protective cover 17 covers the rear part of the machine and in particular the door 16 and the sensor holder 53. This cover 17 and fixed on the rear flange 14 constituting with the front bearing 13 the fixed support S of the stator 8 of the synchronous type machine.

En variante la lecture est axiale les capteurs étant implantés axialement en face de la cible En variante le portecible est implanté entre le fond du palier avant 13 et le rotor à la place de l'entretoise 70 en appui sur la bague interne du roulement à billes 11. Le porte-capteurs 53 est alors fixé de manière réglable angulairement sur le palier avant 13.  As a variant, the reading is axial, since the sensors are located axially in front of the target. Alternatively, the target port is located between the bottom of the front bearing 13 and the rotor instead of the spacer 70 resting on the inner ring of the ball bearing. 11. The sensor holder 53 is then fixed in an angularly adjustable manner on the front bearing 13.

En variante la cible est fixée sur la poulie 1 en vis à vis du porte-capteurs porté de manière réglable angulairement par le palier avant 13 comme décrit dans le document FR 00 14927 précité ; la lecture étant du type axial ou radial.  In a variant, the target is fixed on the pulley 1 facing the sensor holder angularly adjustable by the front bearing 13 as described in document FR 00 14927 mentioned above; the reading being of the axial or radial type.

En variante les capteurs sont montés sur une pièce porteuse portant à sa périphérie externe le stator de la machine et permettant de définir un entrefer précis avec le rotor. Le  In a variant, the sensors are mounted on a carrier piece carrying the stator of the machine at its outer periphery and making it possible to define a precise air gap with the rotor. The

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volant moteur porte le rotor de la machine ainsi que le plateau de réaction de l'embrayage. Des moyens de palier, tels que au moins un roulement à billes interviennent entre le volant moteur et la périphérie interne de la pièce porteuse comportant une partie en forme de U entourant partiellement le rotor portant une roue codeuse. Les capteurs sont implantés en vis à vis de cette roue codeuse comme décrit dans les figures 23 à 25 du document FR 0016710 déposé le 20/12/2000. La machine est alors du type synchrone.  flywheel carries the rotor of the machine as well as the reaction plate of the clutch. Bearing means, such as at least one ball bearing, occur between the flywheel and the inner periphery of the carrier piece having a U-shaped portion partially surrounding the rotor carrying a coding wheel. The sensors are located opposite this encoder wheel as described in FIGS. 23 to 25 of document FR 0016710 filed on 20/12/2000. The machine is then of the synchronous type.

La cible comporte avantageusement un nombre de paires de pôles magnétiques Nord-Sud identiques à celui du rotor 4. Le porte-cible est de nature amagnétique ou en variante magnétique. La cible peut comporter des ferrites et/ou des terres rares ou ne comporter que des secteurs inertes fluxés par le champ magnétique rotorique.  The target advantageously comprises a number of pairs of north-south magnetic poles identical to that of the rotor 4. The target carrier is non-magnetic in nature or magnetic variant. The target may comprise ferrites and / or rare earths or contain only inert sectors fluxed by the rotor magnetic field.

Les moyens de suivi de la position angulaire du rotor sont donc du type magnétique avec des capteurs à effet Hall ou magnétorésistifs
En variante ces moyens de suivi sont du type optique et font donc appel à des capteurs optiques tels que des capteurs optoélectroniques.
The means for monitoring the angular position of the rotor are therefore of the magnetic type with Hall effect or magnetoresistive sensors
In a variant, these tracking means are of the optical type and therefore use optical sensors such as optoelectronic sensors.

Dans tous les cas les capteurs envoient des informations à l'unité électronique de commande et de contrôle. Ici trois capteurs sont prévus à raison d'un capteur par phase, les signaux des capteurs étant, de manière connue, déphasés d'un angle de 1200 électrique pour alimentation séquentielle des phases du stator 8 permettant de créer un champ électromagnétique tournant.  In all cases the sensors send information to the electronic control and monitoring unit. Here three sensors are provided at the rate of one sensor per phase, the signals of the sensors being, in known manner, out of phase with an electrical angle of 1200 for sequential supply of the phases of the stator 8 for creating a rotating electromagnetic field.

La présente invention à pour but notamment de perfectionner le fonctionnement en moteur auxiliaire de cette machine ici du type synchrone.  The present invention aims in particular to improve the operation of the auxiliary engine of this machine here of the synchronous type.

Suivant l'invention un procédé de commande d'une machine électrique tournante polyphasée et réversible, dite alternateurdémarreur, pour véhicule automobile à moteur thermique pouvant fonctionner soit en générateur électrique-mode alternateursoit en moteur électrique pour notamment démarrer le moteur  According to the invention, a method for controlling a reversible, multiphase, rotating electrical machine, called alternator starter, for a motor vehicle with a heat engine that can operate either as an alternator-powered electric generator or as an electric motor for, in particular, starting the engine.

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thermique est caractérisé en ce que lors du fonctionnement en moteur électrique ladite machine est entraînée selon deux modes correspondants à des courbes de caractéristiques vitesse/couple différentes, à savoir un premier mode, dit mode démarreur du moteur thermique, permettant d'entraîner le moteur thermique du véhicule pour démarrer celui-ci avec des couples élevés pour des vitesses basses, tandis que le second mode dit mode moteur auxiliaire, permet d'entraîner la machine seule ou au moins un consommateur de puissance, tel qu'un accessoire, et/ou le moteur thermique avec des vitesses plus élevées et des couples plus faibles que ceux du premier mode.  thermal device is characterized in that during operation in electric motor said machine is driven in two modes corresponding to different speed / torque characteristic curves, namely a first mode, said starter mode of the engine, for driving the engine the vehicle to start it with high torque for low speeds, while the second mode says auxiliary engine mode, can drive the machine alone or at least a power consumer, such as an accessory, and / or the engine with higher speeds and lower torque than the first mode.

Dans un mode de réalisation on fait travailler les capteurs selon deux modes.  In one embodiment, the sensors are operated in two modes.

Plus précisément comme visible à la figure 2 grâce à l'invention on obtient lors du fonctionnement en moteur électrique les courbes caractéristiques A, B-C, D respectivement pour la puissance et le couple en fonction du nombre de tours par minute du rotor 4 de la machine, dont la vitesse de rotation est proportionnelle à celle du vilebrequin du moteur thermique du véhicule.  More precisely, as can be seen in FIG. 2, thanks to the invention, the characteristic curves A, BC, D respectively for the power and the torque as a function of the number of revolutions per minute of the rotor 4 of the machine are obtained during operation in an electric motor. whose rotational speed is proportional to that of the crankshaft of the engine of the vehicle.

La courbe de puissance A, B passe rapidement par un maximum puis décroît (portion A). A partir d'un seuil n on change de mode pour passer au second mode-fonctionnement en moteur auxiliaire-et décrire la portion B de la courbe A, B.  The power curve A, B quickly passes through a maximum and then decreases (portion A). From a threshold n change mode to move to the second mode-operation auxiliary engine-and describe the portion B of the curve A, B.

Cela est réalisé avant que la puissance s'annule pour ici
1500 t/mn. Cette annulation dépend bien entendu des applications. La courbe A'en pointillés correspond au prolongement de la courbe caractéristique A sans les dispositions selon l'invention et donc annulation de la puissance pour 1500 t/mn.
This is achieved before the power vanishes for here
1500 rpm. This cancellation depends, of course, on the applications. The dashed curve A 'corresponds to the extension of the characteristic curve A without the provisions according to the invention and thus power cancellation for 1500 rpm.

De même en considérant la courbe de couple C, D on voit que celle-ci comporte deux tronçons à savoir les tronçons C et D correspondant respectivement au premier et au second mode selon l'invention avec un changement de courbe au point n, la courbe
C'prolongeant la courbe C pour s'annuler ici à 1500 t/mn. Le
Similarly, considering the torque curve C, D, it can be seen that it comprises two sections, namely sections C and D respectively corresponding to the first and second modes according to the invention with a change of curve at the point n, the curve
This lengthens the curve C to cancel here at 1500 rpm. The

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point n correspond ici à un couple élevé voisin du maximum de la courbe A.  point n here corresponds to a high torque close to the maximum of the curve A.

Grâce à l'invention on produit un couple après un seuil de vitesses ici de 1500 tours par minute.  Thanks to the invention, a torque is produced after a speed threshold here of 1500 revolutions per minute.

Bien entendu dans le second mode-fonctionnement en moteur auxiliaire-le courant d'excitation du bobinage d'excitation du rotor est réglé différemment de celui en mode démarreur et en mode alternateur.  Of course, in the second mode of operation as an auxiliary motor, the excitation current of the rotor excitation coil is set differently from that in the starter mode and in the alternator mode.

On voit que le couple maximum est voisin de la vitesse nulle car, comme mentionné ci-dessus, le couple croît rapidement au départ.  It can be seen that the maximum torque is close to the zero speed because, as mentioned above, the torque increases rapidly initially.

Suivant une caractéristique, on optimise le calage des capteurs 52 des moyens pour le suivi de la position angulaire du rotor 4.  According to one characteristic, the setting of the sensors 52 of the means for monitoring the angular position of the rotor 4 is optimized.

Les signaux envoyés par les capteurs 52 à l'unité électronique de contrôle et de commande sont utilisés dans l'ordre direct tant que la fonction moteur auxiliaire n'est pas activée ou que la vitesse d'activation correspondant au point n de la figure 2 n'est pas atteinte. Cela correspond aux courbes A et C.  The signals sent by the sensors 52 to the electronic control and control unit are used in direct order as long as the auxiliary motor function is not activated or the activation speed corresponding to point n of FIG. 2 is not reached. This corresponds to curves A and C.

L'unité électronique et de contrôle pilotant le pont redresseur, appelé également onduleur, comportant des bras avec des diodes comme visible par exemple dans les documents EP-A-0 260 1786, FR-A-2 745 444 et FR-A-2 745 445 auxquels on pourra se reporter pour plus de précisions, on pilote directement les bras de l'onduleur (du pont) pour alimenter de manière séquentielle les bobinages des phases du stator 8 comportant chacun au moins un enroulement d'éléments électriquement conducteur.  The electronic control unit controlling the rectifier bridge, also called inverter, having arms with diodes as visible for example in EP-A-0 260 1786, FR-A-2 745 444 and FR-A-2 745 445 to which reference may be made for more details, the arms of the inverter (of the bridge) are driven directly to power sequentially the windings of the phases of the stator 8 each comprising at least one winding of electrically conductive elements.

Dès que la vitesse d'activation est atteinte (point n de la figure 2), on effectue une permutation et une inversion des signaux des capteurs de manière simple et économique.  As soon as the activation speed is reached (point n of FIG. 2), a permutation and a reversal of the signals of the sensors are carried out simply and economically.

Cela permet ici de déphaser le signal de commande des bras de l'onduleur (chaque bras étant associé à une phase) de-60 électrique par rapport au pilotage direct des phases du stator. D'autres permutations par pas de-60 électrique sont possibles afin d'atteindre une vitesse supérieure. Un décalage  This here makes it possible to phase out the control signal of the arms of the inverter (each arm being associated with a phase) of electrical power with respect to the direct control of the phases of the stator. Further permutations in electrical steps of 60 are possible in order to reach a higher speed. An offset

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autour de la consigne de vitesse (point n) active ou désactive cette fonction. Tout se passe comme si on avait un nouveau capteur de phase dans le second mode.  around the speed reference (point n) enables or disables this function. Everything happens as if we had a new phase sensor in the second mode.

Par exemple par rapport à la position 0 correspondant à une lecture directe des signaux des capteurs par l'unité de commande et de contrôle pour commander de manière séquentielle les bras du pont redresseur, on effectue à la vitesse de seuil n une permutation des signaux des capteurs-soit un déphasage de- 1200-puis une inversion pour arriver à la position 1 consistant à un déphasage de-60 par rapport à la position 0. Cela est généralisable.  For example, with respect to the position 0 corresponding to a direct reading of the signals of the sensors by the control and control unit for sequentially controlling the arms of the rectifier bridge, a permutation of the signals of the signals is carried out at the threshold speed n. sensors-a phase shift of 1200-then an inversion to arrive at the position 1 consisting of a phase-shift of -60 relative to the position 0. This is generalizable.

Ainsi on peut obtenir dans le deuxième mode un autre changement pour une vitesse n2 supérieure à n en effectuant un nouveau déphasage des signaux des capteurs de-60 électrique.  Thus one can obtain in the second mode another change for a speed n2 greater than n by performing a new phase shift of the electrical sensor signals.

Cela est réalisé par une permutation des signaux des capteurs par rapport à la position 0 pour arriver à la position 2 décalée de-120 par rapport à la position 0 et de-60 par rapport à la position 1. This is achieved by a permutation of the sensor signals relative to the 0 position to arrive at the 2 position shifted by 120 relative to the 0 position and 60 relative to the 1 position.

Ainsi qu'il ressort de la description on peut obtenir un nouveau changement-position 3-pour une vitesse n3 supérieure à n2 en effectuant une permutation et une inversion des signaux des capteurs par rapport à la position 2. On est alors décalé ou déphasé de-180 par rapport à la position 0.  As can be seen from the description, a new change-position 3 can be obtained for a speed n3 greater than n2 by permuting and inverting the signals of the sensors with respect to the position 2. It is then shifted or out of phase by -180 relative to the 0 position.

Une nouvelle position 4 est obtenue pour une vitesse n4 supérieure en effectuant une permutation (-120 ) des signaux des capteurs par rapport à la position 2 et ainsi de suite pour la position 5 (n5 supérieure à n4 et permutation et inversion par rapport à la position 4) pour après arriver à une position 6 correspondante à un déphasage de-360 par rapport à la position 0 c'est à dire à un retour à la position 0.  A new position 4 is obtained for a higher speed n4 by performing a permutation (-120) of the signals of the sensors with respect to the position 2 and so on for the position 5 (n5 greater than n4 and permutation and inversion with respect to the position 4) to reach a position 6 corresponding to a phase shift of-360 relative to the position 0, ie to a return to the position 0.

Toutes ces variations conduisent à la formation de nouveaux capteurs à chaque position et ce à l'aide des mêmes capteurs soit par permutation et inversion, soit par inversion des signaux des capteurs.  All these variations lead to the formation of new sensors at each position and using the same sensors either by permutation and inversion, or by inversion of the signals of the sensors.

La fonction peut être obtenue soit par traitements informatiques à l'aide du calculateur de l'unité électronique de  The function can be obtained either by computer processing using the calculator of the electronic unit of

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commande et de contrôle et de tables préenregistrées soit à l'aide de composants discrets comme décrits à la figure 3.  command and control and prerecorded tables either using discrete components as depicted in Figure 3.

Bien entendu on mesure la vitesse de rotation du vilebrequin du moteur thermique soit directement, soit par l'intermédiaire d'un rapport de multiplication par exemple en mesurant la vitesse de rotation du rotor 4.  Of course, the rotational speed of the crankshaft of the heat engine is measured either directly or by means of a multiplication ratio, for example by measuring the speed of rotation of the rotor 4.

Chaque capteur est ici dédié à l'une des phases du stator de la machine ici du type triphasé. Ces capteurs détectent en association avec la cible, la position angulaire du rotor 4 et envoie une information à l'unité électronique de commande et de contrôle pour que celle-ci commande par l'intermédiaire des bras du pont redresseur l'injection de courant dans le bobinage de la phase concernée. Cela se produit lorsque le capteur concerné envoie à partir d'un seuil un signal d'activation respectivement Cl, C2, C3 à ladite unité.  Each sensor is here dedicated to one of the phases of the stator of the machine here of the three-phase type. These sensors detect in association with the target, the angular position of the rotor 4 and sends information to the electronic control and control unit so that it controls via the arms of the rectifier bridge the current injection in the winding of the phase concerned. This occurs when the sensor concerned sends from a threshold an activation signal respectively C1, C2, C3 to said unit.

En dehors de cette activation les capteurs envoient un signal de non activation (-) C1, (-) C2, (-) C3 à ladite unité.  Apart from this activation, the sensors send a non-activation signal (-) C1, (-) C2, (-) C3 to said unit.

A la figure 3 chaque capteur de phase 1,2, 3 envoie lorsqu'il est activé son signal C1, C2, C3 à une première porte logique recevant une information d'un bloc adapté à indiquer que la vitesse n est atteinte et que la fonction moteur auxiliaire est activée.  In FIG. 3 each phase sensor 1, 2, 3 sends, when it is activated, its signal C1, C2, C3 to a first logic gate receiving information from a block adapted to indicate that the speed n is reached and that the Auxiliary motor function is activated.

Plus précisément lorsque la vitesse de rotation du vilebrequin correspondante à la vitesse de seuil n n'est pas atteinte, ce bloc envoie une information ici. (-) n à la première porte logique associée à chaque capteur de phases 1,2, 3.  More precisely when the speed of rotation of the crankshaft corresponding to the threshold speed n is not reached, this block sends an information here. (-) n to the first logic gate associated with each phase sensor 1,2, 3.

Ces premières portes logiques sont du type et en sorte que lorsque l'un des capteurs de phases est activé et que la vitesse n n'est pas atteinte (information (-) n)), la première porte logique délivre un signal (référence < =1 à la figure 3).  These first logic gates are of the type and when one of the phase sensors is activated and the speed n is not reached (information (-) n)), the first logic gate delivers a signal (reference < = 1 in Figure 3).

Ainsi tant que la vitesse n n'est pas atteinte les capteurs de phase travaillent normalement selon le 1er mode. Thus, as long as the speed n is not reached, the phase sensors normally work according to the first mode.

Dès que la vitesse n est atteinte et la fonction moteur activée, le bloc précité envoie une information n à des deuxièmes portes logiques, chaque deuxième porte étant associée à l'un des capteurs de phase.  As soon as the speed n is reached and the motor function activated, the aforementioned block sends information n to second logic gates, each second gate being associated with one of the phase sensors.

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Ainsi la deuxième porte logique du capteur de phase 1 est reliée au capteur de phase 3 et au bloc, la deuxième porte logique du capteur de phase 2 est reliée au capteur de phase 1 et au bloc, et enfin la deuxième porte logique du capteur de phase 3 est reliée au capteur de phase 2 et au bloc.  Thus the second logic gate of the phase sensor 1 is connected to the phase sensor 3 and the block, the second logic gate of the phase sensor 2 is connected to the phase sensor 1 and to the block, and finally the second logic gate of the phase sensor. phase 3 is connected to the phase 2 sensor and the block.

Plus précisément ces deuxièmes portes logiques sont reliées aux sorties de ces capteurs indiquant que le capteur est inactif.  More precisely these second logic gates are connected to the outputs of these sensors indicating that the sensor is inactive.

Lorsque la vitesse n est atteinte et la fonction moteur auxiliaire est activée, la deuxième porte logique du type et délivre un signal permuté et inversé.  When the speed n is reached and the auxiliary motor function is activated, the second logic gate type and delivers a permuted and inverted signal.

Plus précisément la deuxième porte logique du capteur de phase 1 délivre ce signal lorsque le capteur de phase 3 est inactif ; la première porte logique ne délivrant plus de signal du fait que la condition vitesse inférieure à n n'est plus remplie. Tout se passe comme si l'on avait un nouveau capteur de phase C'1 qui envoie des informations à l'unité électronique de commande et de contrôle.  More precisely, the second logic gate of the phase sensor 1 delivers this signal when the phase sensor 3 is inactive; the first logic gate no longer delivering a signal because the speed condition lower than n is no longer fulfilled. Everything happens as if we had a new C'1 phase sensor that sends information to the electronic control and control unit.

L'équation de ce nouveau capteur est C'=Cl. (-) n + n. (-) C3 dans laquelle C'1 est le signal actif délivré par ce nouveau capteur, correspond à la condition et, (-) C3 ou (-) (n) à la condition inactive du capteur C3 et du bloc et + à la condition

Figure img00260001

ou. The equation of this new sensor is C '= Cl. (-) n + n. (-) C3 in which C'1 is the active signal delivered by this new sensor, corresponds to the condition and, (-) C3 or (-) (n) to the inactive condition of the sensor C3 and the block and + to the condition
Figure img00260001

or.

En dessous de la vitesse n le nouveau capteur de la phase 1 correspond au capteur de phase 1 et est donc actif (délivre un signal) uniquement lorsque le capteur de phase 1 est actif. Dès que la vitesse n est atteinte et la fonction moteur auxiliaire est activée, le nouveau capteur de phase 1 est actif uniquement lorsque le capteur de la phase 3 est inactif.  Below the speed n the new phase 1 sensor corresponds to the phase 1 sensor and is therefore active (delivers a signal) only when the phase 1 sensor is active. As soon as the speed is reached and the auxiliary motor function is activated, the new phase sensor 1 is active only when the phase 3 sensor is inactive.

Il en est de même pour les phases 2 et 3, les nouveaux capteurs de phase 2 et 3 ayant pour équation C'3 = C3. (-) n + n. (-) C2 et C'2 = C2. (-) n + n. (-) Cl.  It is the same for phases 2 and 3, the new phase 2 and 3 sensors having for equation C'3 = C3. (-) n + n. (-) C2 and C'2 = C2. (-) n + n. (-) Cl.

Ainsi dans le deuxième mode, on déphase les signaux de commande des phases de-60 électrique par rapport au pilotage direct (relation C. (-) n) satisfaite.  Thus, in the second mode, the electrical phase-60 control signals are shifted relative to the direct control (relation C. (-) n) satisfied.

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Bien entendu comme explicité ci-dessus il faut en fonction moteur auxiliaire un dispositif pour débrayer la machine et l'accessoire à entraîner du vilebrequin. Ce dispositif peut comporter un embrayage électromagnétique comme décrit par exemple dans le document FR-A-2 648 886.  Of course as explained above it is necessary in the auxiliary engine function to disengage the machine and the accessory to drive the crankshaft. This device may comprise an electromagnetic clutch as described for example in document FR-A-2 648 886.

Dans ce cas le moteur comporte un nez fixe sur lequel est monté à rotation la poulie du vilebrequin, dont l'extrémité est liée en rotation à une pièce de liaison solidaire du plateau de l'embrayage électromagnétique, dont la bobine est propre à être solidarisée au nez.  In this case the engine comprises a fixed nose on which is rotatably mounted the crankshaft pulley, whose end is rotatably connected to a connecting piece integral with the plate of the electromagnetic clutch, whose coil is adapted to be secured. at nose.

Le plateau fixe de l'embrayage est solidaire de l'un des flasques de la poulie.  The fixed plate of the clutch is secured to one of the flanges of the pulley.

Des dispositifs à roue libre pilotée peuvent être utilisés comme décrit par exemple dans le document EP-A-0 715 979 précité.  Freewheel controlled devices can be used as described for example in the aforementioned EP-A-0 715 979.

En variante on utilise de manière précitée des rapports de transmission différents en fonction du mode de fonctionnement choisi. Par exemple on peut utiliser une transmission sous la forme d'un variateur de vitesse avec une poulie menante, une poulie menée et une courroie passée en boucle sans fin sur l'une et l'autre de ces poulies. Chaque poulie comporte deux flasques de forme tronconique dont un au moins est monté mobile axialement sous le contrôle de moyens élastique de rappel.  As a variant, different transmission ratios are used in the above manner depending on the operating mode chosen. For example one can use a transmission in the form of a variable speed drive with a driving pulley, a driven pulley and a belt looped endlessly on one and the other of these pulleys. Each pulley comprises two frustoconical flanges of which at least one is mounted axially movable under the control of elastic return means.

Ainsi lorsque le flasque mobile de la poulie menée est en position extrême avancée, le flasque mobile de la poulie menante est en position extrême reculée et vice-versa comme décrit dans le document précité FR-A-2 648 886 auquel on pourra se reporter.  Thus, when the movable flange of the driven pulley is in the extreme forward position, the movable flange of the driving pulley is in the extreme rear position and vice versa as described in the above-mentioned document FR-A-2 648 886 to which reference may be made.

Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits.  Of course, the present invention is not limited to the described embodiments.

Ainsi les phases d'arrêt et redémarrage peuvent être gérées soit par l'ECU (unité de contrôle du moteur thermique) du véhicule soit par le microcontrôleur du moteur thermique de l'électronique de pilotage, l'une ou l'autre des solutions utilisant les informations provenant du véhicule et transmises soit en analogique, en numérique via une liaison par exemple  Thus the stopping and restart phases can be managed either by the ECU (control unit of the engine) of the vehicle or by the microcontroller of the engine of the driving electronics, one or the other of the solutions using the information from the vehicle and transmitted either in analog, in digital via a link for example

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selon la terminologie anglo-saxonne du type CAN, VAN...., soit par un mixte des deux.  according to the Anglo-Saxon terminology of the CAN type, VAN ...., or by a combination of both.

La partie régulation de la tension de bord générée durant les modes alternateur est contrôlée à l'aide du microcontrôleur. Lors des freinages du véhicule, le mode freinage en récupération est activé, le taux d'excitation est augmenté afin de prélever sur le moteur un couple supérieur, l'énergie ainsi récupérée est stockée dans un dispositif étudié à cet effet (Ultracapacité par exemple) qui restituera l'énergie électrique au réseau de bord soit pour un nouveau démarrage si l'action de freinage visait à stopper le véhicule, soit pour les consommateurs connectés, réduisant ainsi le couple prélevé par le générateur ce qui permet d'accroître le rendement du système.  The regulation part of the edge voltage generated during the alternator modes is controlled using the microcontroller. During the braking of the vehicle, the regenerative braking mode is activated, the excitation rate is increased in order to take a higher torque from the motor, the energy thus recovered is stored in a device studied for this purpose (Ultracapacity for example) which will restore the electrical energy to the onboard network for a new start if the braking action was to stop the vehicle or for connected consumers, reducing the torque taken by the generator which increases the efficiency of the system.

Cette énergie peut être aussi utilisée lors des phases stop et utilisation mode moteur auxiliaire. Ce moteur servant à entraîner soit un climatiseur ou un quelconque autre dispositif mécanique.  This energy can also be used during stop phases and use auxiliary motor mode. This engine used to drive is an air conditioner or any other mechanical device.

Afin d'assurer le démarrage à froid des véhicules de fortes cylindrées, on peut utiliser par grand froid un démarreur auxiliaire associé comme décrit dans le document FR-99 10316 déposé le 9 août 1999. La commande de ce démarreur n'est activée que lorsque la sonde thermique de l'électronique du système détecte une température inférieure à une valeur minimum. La stratégie de pilotage devient alors : tO activation du solénoïde du démarreur auxiliaire, et préexcitation du bobinage d'excitation du rotor à l'aide de l'unité de commande et contrôle. Cet ordre peut être modifié et ajusté compte tenu des constantes de temps des deux machines. Puis on active le mode démarrage.  In order to ensure the cold start of the vehicles of large displacements, it is possible to use in cold weather an associated auxiliary starter as described in the document FR-99 10316 filed August 9, 1999. The control of this starter is only activated when the thermal sensor of the system electronics detects a temperature below a minimum value. The steering strategy then becomes: tO activation of the solenoid of the auxiliary starter, and pre-excitation of the excitation winding of the rotor with the aid of the control and control unit. This order can be modified and adjusted taking into account the time constants of the two machines. Then we activate the start mode.

Les puissances fournies par chaque machine sont alors additionnelles et permettent ainsi le démarrage. Dès lors que la sonde de l'électronique du système détecte à la mise sous tension une température supérieure à tO le démarreur n'est plus utilisé.  The powers provided by each machine are then additional and thus allow startup. As soon as the sensor of the electronics of the system detects a temperature higher than tO when the power is turned on, the starter is no longer used.

Cette stratégie permet d'entraîner à des vitesses supérieures à celle d'un démarreur en fonctionnement normal le  This strategy makes it possible to drive at speeds higher than that of a starter during normal operation.

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moteur thermique et donc à rendre le démarrage plus propre en terme d'émission moteur thermique.  thermal engine and thus to make the start cleaner in terms of engine emission.

Afin de faciliter le câblage du système sur le véhicule on utilisera avantageusement un dispositif de connexion avec au moins un connecteur à deux sous-ensembles doté d'un unique moyen de fixation, tel qu'un moyen à vis et écrou, permettant de serrer entre eux des éléments électriquement conducteurs homologues de deux sous-ensembles comme décrit dans les documents FR-01 00931 du 24/01/2001 et FR-00 10737 du 18 août 2000.  In order to facilitate the wiring of the system on the vehicle, advantageously use will be made of a connection device with at least one connector with two subassemblies provided with a single fastening means, such as a screw and nut means, for clamping between they electrically conductive elements homologous to two subsets as described in documents FR-01 00931 of 24/01/2001 and FR-00 10737 of August 18, 2000.

Bien entendu dans le deuxième mode en fonctionnement moteur électrique, la machine peut servir à entraîner le moteur thermique au-dessus de la vitesse de rotation-ici 1500 t/mnpour laquelle la puissance s'annule. Ainsi le démarrage du moteur thermique est correct.  Of course in the second mode in electric motor operation, the machine can be used to drive the engine over the speed of rotation-here 1500 rpm for which the power is canceled. Thus the starting of the engine is correct.

On peut également, notamment après démarrage du moteur thermique, entraîner la machine électrique seule dans le second mode avant de passer en mode alternateur. Par exemple on peut débrayer la charge (le consommateur de puissance mécanique) à l'aide par exemple d'un embrayage électromagnétique monté au sein d'une poulie dont l'un des flasques forme une poulie secondaire comme décrit dans le document FR-A-2 648 886. Après un arrêt au feu rouge on déleste-on débraye-la charge c'est à dire que l'on déconnecte le consommateur de puissance, lors de l'opération de redémarrage. It is also possible, especially after starting the engine, to drive the electric machine alone in the second mode before switching to alternator mode. For example, it is possible to disengage the load (the mechanical power consumer) using, for example, an electromagnetic clutch mounted within a pulley of which one of the flanges forms a secondary pulley as described in document FR-A -2 648 886. After stopping at the red light it is unloaded-the load dislodges that is to say that disconnects the power consumer, during the restart operation.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'une machine électrique tournante polyphasée et réversible, dite alternateur-démarreur, pour véhicule automobile à moteur thermique pouvant fonctionner soit en générateur électrique-mode alternateur-soit en moteur électrique pour notamment démarrer le moteur thermique, ladite machine électrique étant connectée à un réseau de bord caractérisé en ce qu'en mode alternateur, on active le mode freinage avec récupération d'énergie lors des phases de freinage du véhicule automobile. 1. A method for controlling a reversible polyphase and rotating electrical machine, said alternator-starter, for a motor vehicle with a heat engine that can operate either in generator-alternator mode electric-or in electric motor for including start the engine, said electric machine being connected to an on-board network characterized in that in alternator mode, the braking mode is activated with energy recovery during the braking phases of the motor vehicle. 2. Procédé de commande d'une machine électrique tournante selon la revendication 1 caractérisé en ce que lors des phases de freinage, on augmente le taux d'excitation afin de prélever sur le moteur un couple supérieur.  2. A method of controlling a rotary electric machine according to claim 1 characterized in that during the braking phases, the excitation rate is increased in order to take the upper torque on the motor. 3. Procédé de commande d'une machine électrique tournante selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'augmentation du taux d'excitation est réalisée par une surtension aux bornes du bobinage d'excitation.  3. A method of controlling a rotary electrical machine according to claim 2 characterized in that the increase in the excitation rate is achieved by an overvoltage at the terminals of the excitation coil. 4. Procédé de commande d'une machine électrique tournante selon la revendication 3 caractérisé en ce que la surtension est réalisée par un survolteur électronique.  4. A method of controlling a rotary electrical machine according to claim 3 characterized in that the overvoltage is achieved by an electronic booster. 5. Procédé de commande d'une machine électrique tournante selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'énergie récupéré est stockée dans un dispositif à stockage d'énergie.  5. A method of controlling a rotary electric machine according to any one of the preceding claims characterized in that the recovered energy is stored in a device for storing energy. 6. Procédé de commande d'une machine électrique tournante selon la revendication 5 caractérisé en ce que le dispositif à stockage d'énergie est une ultracapacité.  6. A method of controlling a rotary electric machine according to claim 5 characterized in that the energy storage device is an ultracapacity. 7. Procédé de commande d'une machine électrique tournante selon la revendication 5 ou 6 caractérisée en ce que l'énergie  7. A method of controlling a rotary electric machine according to claim 5 or 6 characterized in that the energy <Desc/Clms Page number 31><Desc / Clms Page number 31> stockée dans le dispositif à stockage d'énergie est restituée au réseau de bord pour un nouveau démarrage de l'alternateurdémarreur.  stored in the energy storage device is restored to the onboard network for a new start of the alternator starter. 8. Procédé de commande d'une machine électrique tournante selon la revendication 5 ou 6 caractérisée en ce que l'énergie stockée dans le dispositif à stockage d'énergie est restituée au réseau de bord pour l'alimentation des consommateurs connectés.  8. A method of controlling a rotary electric machine according to claim 5 or 6 characterized in that the energy stored in the energy storage device is restored to the on-board network for the supply of connected consumers. 9. Procédé de commande d'une machine électrique tournante selon la revendication 5 ou 6 caractérisée en ce que l'énergie stockée dans le dispositif à stockage d'énergie est restituée à l'alternateur-démarreur fonctionnant en mode moteur auxilliaire.  9. A method of controlling a rotary electrical machine according to claim 5 or 6 characterized in that the energy stored in the energy storage device is returned to the alternator-starter operating in auxiliary motor mode. 10. Procédé de commande d'une machine électrique tournante selon la revendication 5 ou 6 caractérisée en ce que l'énergie stockée dans le dispositif à stockage d'énergie est restituée à l'alternateur-démarreur fonctionnant en mode stop. 10. A method of controlling a rotary electric machine according to claim 5 or 6 characterized in that the energy stored in the energy storage device is returned to the alternator-starter operating in stop mode.
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