FR2916586B1 - Appareil de commande et moteur-generateur integre - Google Patents
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Abstract
L'appareil de commande et moteur-générateur intégré comprend : un moteur-générateur (1) et un appareil de commande (60) qui est constitué notamment par un inverseur (20) et un circuit de commande (44). Le circuit de commande (44) détermine si la température des éléments de commutation (41a, 41b) dépassera ou non la température admissible maximale lorsqu'une commande d'opération d'arrêt automatique du moteur est émise. Ensuite, s'il est déterminé que la température admissible maximale sera dépassée, la puissance générée du moteur-générateur est réduite immédiatement avant l'opération d'arrêt automatique du moteur de telle manière que la température de l'élément de commutation ne dépasse pas la température admissible maximale. Le moteur est ensuite arrêté automatiquement.
Description
APPAREIL DE COMMANDE ET MOTEUR-GENERATEUR INTEGRE
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION
Domaine de 1'invention
La présente invention concerne un appareil de commande et moteur-générateur intégré qui est monté sur un véhicule.
Description de l'art connexe
Ces dernières années, on s'est concentré sur les réductions des émissions de CO2 pour empêcher le réchauffement de la planète. La réduction du CO2 émis par les automobiles signifie une amélioration de la performance de consommation de carburant, et des exemples de solutions proposées comprennent la coupure du moteur lorsque les véhicules sont immobiles, la régénération d'énergie pendant la décélération, etc. A cette fin, on a proposé des moteurs-générateurs automobiles, dans lesquels sont intégrés un moteur de démarrage et un générateur de charge. Avec ces moteurs-générateurs automobiles classiques, un moteur de véhicule peut être redémarré par le moteur-générateur, qui est connecté à un inverseur, après une coupure de ralenti automatique.
En outre, une technique a été proposée concernant la commande de coupure de ralenti du moteur-générateur, dans laquelle une opération d'arrêt automatique du moteur est empêchée et le moteur continue à tourner même si les conditions pour effectuer l'opération d'arrêt de moteur automatique sont remplies, s'il est vérifié que les températures des éléments de commutation respectifs dans un inverseur pourraient dépasser un niveau de température admissible en raison d'une opération de redémarrage du moteur après l'opération d'arrêt automatique du moteur (voir Brevet japonais mis à l'inspection publique n° 2004-156589 (Gazette) par exemple). Dans cette technique classique, étant donné que l'opération de redémarrage de moteur consécutive est évitée si l'on pense que les températures des éléments de commutation respectifs dans l'inverseur pourraient dépasser le niveau de température admissible, en raison de l'opération de redémarrage du moteur après l'opération d'arrêt automatique du moteur, les éléments de commutation ne peuvent pas atteindre une température élevée intolérable pendant l'opération de redémarrage du moteur.
Cependant, l'interdiction de l'opération d'arrêt du moteur et la poursuite du fonctionnement du moteur, même si les conditions pour effectuer l'opération d'arrêt automatique du moteur sont remplies, s'il est vérifié que les températures des éléments de commutation respectifs dans l'inverseur pourraient dépasser un niveau de température admissible, comme dans la technique classique susmentionnée, signifie pour sûr que la consommation de carburant est faible alors que l'opération d'arrêt automatique du moteur est inhibée. Il est possible que de telles conditions puissent se produire fréquemment en été, et un problème est qu'il peut se produire, et pas dans une moindre mesure, une dégradation de la consommation de carburant et une augmentation des émissions de gaz d'échappement.
Dans un appareil de commande et moteur-générateur intégré, dans lequel un inverseur, etc. est disposé intégralement sur une surface d'extrémité axiale ou une circonférence externe du moteur-générateur, un phénomène unique se produit également, moyennant lequel les températures des éléments de commutation de 1'inverseur commencent à augmenter immédiatement pendant l'opération d'arrêt automatique du moteur pendant la coupure de ralenti, étant donné que de la chaleur est reçue pendant une opération de génération de puissance avant l'opération d'arrêt automatique du moteur en raison de la conduction thermique, etc. depuis un enroulement d'induit, qui a généralement la température la plus élevée, et étant donné qu'une action de refroidissement forcée par des ventilateurs sur le moteur-générateur est absente pendant l'opération d'arrêt automatique du moteur. Ainsi, il s'est avéré difficile de déterminer si la température des éléments de commutation dépassera ou non le niveau de température admissible en raison de l'opération de redémarrage du moteur après l'opération d'arrêt automatique du moteur lorsque la technique classique ci-dessus est appliquée à l'appareil de commande et moteur-générateur intégré, puisqu'il se produit des augmentations de température uniques dans ces éléments de commutation. Même si la détermination ci-dessus pouvait devenir possible, la fréquence avec laquelle l'opération d'arrêt automatique du moteur est interdite augmenterait car la fréquence avec laquelle la température des éléments de commutation est déterminée comme dépassant le niveau de température admissible augmenterait sans aucun doute, et finalement, les problèmes tels qu'une altération de la consommation de carburant et des augmentations de l'émission de gaz d'échappement sont encore exacerbés.
RESUME DE L'INVENTION
La présente invention vise à résoudre les problèmes ci-dessus et un objet de l'invention consiste à proposer un appareil de commande et moteur-générateur intégré qui supprime les augmentations de la fréquence avec laquelle une coupure de ralenti est empêchée et permet d'obtenir des améliorations de consommation de carburant, des réductions de gaz d'échappement, etc., en limitant le courant qui est fourni aux éléments de commutation afin qu'il soit fixe et défini ou afin qu'il soit contrôlé de sorte à être réduit pendant la production de puissance dans une opération de génération de puissance ou pendant une opération de redémarrage de sorte à empêcher que les températures des éléments de commutation dépassent une température admissible maximale pendant une opération de redémarrage après une opération d'arrêt automatique du moteur pendant la coupure de ralenti.
Afin de réaliser l'objet ci-dessus, selon un aspect de la présente invention, il est prévu un appareil de commande et moteur-générateur intégré comprenant : un moteur-générateur qui possède : un induit qui possède un enroulement d'induit ; et un rotor, le moteur-générateur effectuant un transfert de puissance avec un moteur ; et un appareil de commande qui possède : un inverseur qui est monté intégralement sur une circonférence externe ou une surface d'extrémité axiale du moteur-générateur et possède une pluralité d'éléments de commutation ; et un circuit de commande qui commande l'inverseur au moyen d'un signal de commande provenant d'une partie de commande de coupure de ralenti sur un véhicule, l'appareil de commande effectuant une opération de démarrage de moteur et une opération de chargement de batterie en effectuant une conversion de courant continu en courant alternatif de la puissance électrique dans deux directions entre le moteur-générateur et une batterie.
Le courant électrique qui circule vers les éléments de commutation est défini à une valeur limite pendant au moins une d'une opération de génération de puissance ou une opération de redémarrage de moteur du moteur-générateur afin d'empêcher qu'une température des éléments de commutation dépasse une valeur de seuil prédéterminée, même si les éléments de commutation sont soumis à une augmentation de température qui résulte de la chaleur reçue d'une partie haute température du moteur-générateur après une opération d'arrêt automatique du moteur et une augmentation de température consécutive pendant l'opération de redémarrage du moteur.
Selon un autre aspect de la présente invention, il est prévu un appareil de commande et moteur-générateur intégré comprenant : un moteur-générateur qui possède : un induit qui possède un enroulement d'induit et un rotor, le moteur-générateur effectuant un transfert de puissance avec un moteur ; et un appareil de commande qui possède : un inverseur qui est monté intégralement sur une circonférence externe ou une surface d'extrémité axiale du moteur-générateur et possède une pluralité d'éléments de commutation ; un circuit de commande qui commande l'inverseur au moyen d'un signal de commande provenant d'une partie de commande de coupure de ralenti sur un véhicule ; et des moyens de détection de température d'éléments de commutation qui détectent une température des éléments de commutation, l'appareil de commande effectuant une opération de démarrage de moteur et une opération de chargement de batterie en effectuant une conversion de courant continu en courant alternatif de la puissance électrique dans deux directions entre le moteur-générateur et une batterie. A tous moments pendant une opération de génération de puissance du moteur-générateur, le circuit de commande détermine si la température des éléments de commutation dépassera ou non une valeur de seuil prédéterminée, du fait que les éléments de commutation sont soumis à une augmentation de température qui résulte de la chaleur reçue depuis une partie haute température du moteur-générateur après une opération d'arrêt automatique du moteur et une augmentation de température consécutive pendant une opération de redémarrage de moteur en supposant que l'opération d'arrêt automatique du moteur peut être effectuée à n'importe quel moment, et contrôle la puissance générée par le moteur-générateur afin qu'elle soit réduite de sorte à empêcher que la température des éléments de commutation dépasse la valeur de seuil prédéterminée si le circuit de commande détermine que la valeur de seuil prédéterminée sera dépassée.
Le circuit de commande peut également détecter la température des éléments de commutation grâce aux moyens de détection de température des éléments de commutation avant qu'une opération de redémarrage du moteur soit exécutée après une opération d'arrêt automatique du moteur, déterminer si la température des éléments de commutation dépassera ou non une valeur de seuil prédéterminée si l'augmentation de température pendant l'opération de redémarrage du moteur est ajoutée à la température détectée des éléments de commutation, et contrôle le courant électrique qui circule vers les éléments de commutation pendant l'opération de redémarrage du moteur afin qu'il soit réduit de sorte à empêcher que la température des éléments de commutation dépasse la valeur de seuil prédéterminée si le circuit de commande détermine que la valeur de seuil prédéterminée sera dépassée.
Selon la présente invention, la température des éléments de commutation ne peut pas dépasser la température admissible maximale pendant l'opération de redémarrage après l'opération d'arrêt automatique du moteur pendant la coupure de ralenti, empêchant l'occurrence d'un endommagement des éléments de commutation. En outre, les augmentations de la fréquence avec laquelle la coupure de ralenti est inhibée sont supprimées, permettant d'améliorer la consommation de carburant et de réduire les émissions de gaz d'échappement.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 est une vue en coupe d'un appareil de commande et moteur-générateur intégré selon le mode de réalisation 1 de la présente invention ; la figure 2 est un schéma de principe d'un circuit général de l'appareil de commande et moteur-générateur intégré selon le mode de réalisation 1 de la présente invention ; la figure 3 est un organigramme qui explique le fonctionnement de l'appareil de commande et moteur-générateur intégré selon le mode de réalisation 1 de la présente invention ; la figure 4 est un organigramme qui explique le fonctionnement d'un appareil de commande et moteur-générateur intégré selon le mode de réalisation 2 de la présente invention ; les figures 5A à 5C sont des chronogrammes qui montrent des changements dans la fréquence de rotation d'un moteur, le courant circulant vers les éléments de commutation, et les augmentations de température des éléments de commutation dans une opération de coupure de ralenti selon le mode de réalisation 1 de la présente invention ; la figure 6 est une carte permettant de trouver les augmentations de température des éléments de commutation après une opération d'arrêt automatique du moteur qui utilise le courant généré en tant que paramètre et un graphique qui montre la répartition de température des éléments de commutation avant l'opération d'arrêt automatique du moteur ; la figure 7 est un graphique explicatif permettant de trouver une limite supérieure du courant généré pendant une opération de génération de puissance de sorte que la température des éléments de commutation ne dépasse pas une température admissible maximale pendant une opération de redémarrage ; et la figure 8 est un graphique montrant les changements de température dans les éléments de commutation et dans un enroulement d'induit après une opération d'arrêt automatique du moteur dans un appareil de commande et moteur-générateur intégré.
DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES
Mode de réalisation 1
La figure 1 est une vue en coupe d'un appareil de commande et moteur-générateur intégré selon le mode de réalisation 1 de la présente invention.
Sur la figure 1, un moteur-générateur 1 comprend : un carter qui est constitué d'un support avant 2 et d'un support arrière 3 ; un arbre 5 qui est disposé de sorte à tourner dans le carter au moyen des paliers de support 4a et 4b ; un rotor 6 qui est fixé à l'arbre 5 et qui possède un enroulement d'excitation 7 ; un induit 8 qui est fixé au carter, qui est disposé de sorte à entourer le rotor 6, et qui possède un enroulement d'induit 9 et un noyau d'induit 10 ; des ventilateurs 11 qui sont fixés aux deux surfaces d'extrémité axiales du rotor 6 ; une poulie 12 qui est fixée à une partie terminale d'extrémité avant de l'arbre 5 ; un porte-balais 13 qui est monté sur le support arrière 3 de sorte à être positionné sur une circonférence externe au niveau d'une extrémité arrière de l'arbre 5 ; une paire de balais 14 qui sont disposés à l'intérieur du porte-balais 13 de sorte à coulisser en contact avec une paire d'anneaux de coulissement 15 qui sont montés sur l'extrémité arrière de l'arbre 5 ; et un capteur de détection de position de rotation (résolveur, etc.) 16 qui est disposé sur une partie terminale d'extrémité arrière de l'arbre 5. Le moteur-générateur 1 est relié à un arbre de rotation (non représenté) d'un moteur au moyen de la poulie 12 et d'une courroie (non représentée). Le signal produit par le capteur de détection de position de rotation 16 est envoyé à une partie de commande de coupure de ralenti 48 au moyen d'un circuit de commande 44 qui est décrit ci-après pour être utilisé dans la détection de la position de rotation du rotor 6, et pour être utilisé comme une information de commande pendant une opération de génération de puissance et une opération de démarrage de moteur du moteur-générateur 1.
Une pluralité des premiers et seconds éléments de commutation 41a et 41b qui constituent un inverseur 20, et un puits thermique interne 50 et un puits thermique externe 51 qui sont reliés à chacun des éléments de commutation 41a et 41b sont fixés à une surface de paroi externe du support arrière 3 au moyen d'un matériau isolant 52 et d'un bossage de fixation 53 dans un espace entre le support arrière 3 et un cache 17 qui est disposé au niveau d'une extrémité arrière du support arrière 3. Une carte de circuit de commande 44a sur laquelle est monté un circuit de commande 44 qui assure la commande de marche-arrêt des éléments de commutation respectifs 41a et 41b est disposée sur une surface d'extrémité externe du cache 17. Bien que non représenté, un capteur de température 18 qui fonctionne comme un moyen de détection de température d'éléments de commutation est disposé à proximité des éléments de commutation 41a et 41b en contact étroit avec le puits thermique interne 50 et le puits thermique externe 51.
Ainsi, un appareil de commande et moteur-générateur intégré 100 est configuré, dans lequel un appareil de commande 60 qui est constitué par l'inverseur 20, le circuit de commande 44, etc. est disposé intégralement sur une surface d'extrémité axiale du moteur-générateur 1.
Dans l'appareil de commande et moteur-générateur intégré 100, des ouvertures d'aération 17a et 17b sont disposées sur le cache 17, et un trajet de flux d'air de refroidissement est formé de telle sorte qu'un flux d'air de refroidissement qui est indiqué par la flèche F sur la figure 1 est généré par la rotation des ventilateurs 11 sur le rotor 6. Le flux d'air de refroidissement qui circule le long du trajet du flux d'air de refroidissement passe tout d'abord dans le cache 17 à travers les ouvertures d'aération 17a et 17b qui sont disposées sur la surface d'extrémité du cache 17 et refroidit le circuit de commande 44, et refroidit ensuite respectivement le puits thermique interne 50, le puits thermique externe 51, etc. Ensuite, le flux d'air de refroidissement passe dans le carter à travers des ouvertures d'admission d'air 3a qui sont disposées sur une surface d'extrémité du support arrière 3, est dévié radialement par les ventilateurs 11 et refroidit l'enroulement d'induit 9, et est finalement évacué à travers les ouvertures d'évacuation d'air 3b qui sont disposées sur une surface latérale du support arrière 3.
On va ensuite expliquer un appareil de commande et moteur-générateur intégré 100 qui est configuré de cette manière, en faisant référence à la figure 2. La figure 2 est un schéma de principe d'une configuration générale du système qui est constituée par l'appareil de commande et moteur-générateur intégré selon le mode de réalisation 1 de la présente invention et une partie de commande de coupure de ralenti sur un véhicule.
Sur la figure 2, l'enroulement d'induit 9 du moteur-générateur 1 est configuré en raccordant en étoile trois phases de bobine (à savoir une phase U, une phase V et une phase W) . L'inverseur 20 comprend : un module d'inverseur 40 qui est constitué par la pluralité des éléments de commutation 41a et 41b et les diodes 42 qui sont connectées en parallèle avec chacun des éléments de commutation 41a et 41b ; et un condensateur 43 qui est relié en parallèle au module inverseur 4 0.
Dans le module inverseur 40, un premier élément de commutation 41a et une diode 42 qui constituent un bras supérieur 46 et un second élément de commutation 41b et une diode 42 qui constituent un bras inférieur 47 sont connectés en série pour former un seul ensemble, et trois ensembles de la sorte sont disposés en parallèle.
Une partie d'extrémité de chacune des phases du raccordement en étoile dans l'enroulement d'induit 9 est connectée électriquement au moyen d'un câble de courant alternatif 21 au point intermédiaire respectif entre les éléments de commutation 41b dans le bras supérieur 46 et les éléments de commutation 41a dans le bras inférieur 47, qui sont disposés en série. Une borne positive et une borne négative d'une batterie 19 sont connectées électriquement au moyen du câble à courant continu 22 à un côté d'électrode positif et un côté d'électrode négatif, respectivement, du module inverseur 4 0.
Dans le module inverseur 40, les opérations de commutation des éléments de commutation respectifs 41a et 41b sont contrôlées par les commandes provenant du circuit de commande 44. Le circuit de commande 44 contrôle également un circuit de commande de courant d'excitation 45 de sorte à ajuster un courant d'excitation qui est fourni à l'enroulement d'excitation 7 du rotor 6.
La partie de commande de coupure de ralenti 48 est un dispositif de commande électronique pour une opération d'arrêt automatique du moteur et une opération de redémarrage qui envoie une commande pour lancer l'opération d'arrêt automatique ou l'opération de redémarrage du moteur 49. La partie de commande de coupure de ralenti 48 détermine si les opérations de coupure de ralenti (l'opération d'arrêt automatique du moteur 49 et l'opération de redémarrage du moteur 49) doivent être effectuées sur la base des informations du véhicule telles que les informations de vitesse du véhicule, les informations de freinage, etc., et un signal de température pour les éléments de commutation 41a et 41b provenant du capteur de température 18, etc., par exemple, et transmet des commandes d'opération de coupure de ralenti (une commande d'opération d'arrêt automatique pour le moteur 49 et une commande d'opération de redémarrage pour le moteur 49) à l'appareil de commande et moteur-générateur intégré 100, s'il est déterminé que l'opération de coupure de ralenti doit être effectuée.
Dans un appareil de commande et moteur-générateur intégré 100 de ce type, pendant une opération de démarrage du moteur 49, une puissance en courant continu est fournie par la batterie 19 à l'inverseur 20 au moyen du câble à courant continu 22, et le circuit de commande 44 assure la commande de marche-arrêt de chacun des éléments de commutation 41a et 41b du module inverseur 40 de sorte à convertir la puissance en courant continu en puissance en courant alternatif triphasé. La puissance en courant alternatif triphasé est fournie à l'enroulement d'induit 9 du moteur-générateur 1 au moyen du câble à courant alternatif 21. Ainsi, un champ magnétique tournant est appliqué autour de l'enroulement d'excitation 7 du rotor 6 auquel est fourni le courant d'excitation par le circuit de commande de courant d'excitation 45, entraînant la rotation du rotor 6 et appliquant une opération de démarrage au moteur 4 9 au moyen de la poulie 12, de la courroie, de la poulie de vilebrequin, etc.
Ensuite, une fois que l'opération de démarrage a été réalisée sur le moteur 49, la puissance de rotation provenant du moteur 49 est transmise à l'appareil de commande et moteur-générateur intégré 100 au moyen de la poulie de vilebrequin, de la courroie et de la poulie 12. Ainsi, le rotor 6 est entraîné en rotation, induisant une tension de courant alternatif triphasé dans l'enroulement d'induit 9. Ensuite, le circuit de commande 44 opère une commande de marche-arrêt des éléments de commutation respectifs 41a et 41b de sorte à convertir la puissance en courant alternatif triphasée qui a été induite dans l'enroulement d'armature 9 en puissance en courant continu et charger la batterie 19.
On va ensuite expliquer, en faisant référence à l'organigramme représenté sur la figure 3, un carter dans lequel le circuit de commande 44, en réponse à une commande de la partie de commande de coupure de ralenti 48 sur le véhicule, effectue une commande de coupure de ralenti de telle manière que la température des éléments de commutation 41a et 41b de l'inverseur 20 ne dépasse pas la température admissible maximale. De plus, à titre pratique, les étapes 100 à 113 ont été représentées par S100 à S113 sur la figure 3.
Avec le moteur 49 du véhicule en rotation et l'appareil de commande et moteur-générateur intégré 100 (le moteur-générateur 1) dans l'opération de génération de puissance, le circuit de commande 44 prélève tout d'abord la sortie du capteur de température 18 et mesure une température T des éléments de commutation 41a et 41b (étape 100). Passer ensuite à l'étape 101 et calculer l'augmentation de température ΔΤ1 dans les éléments de commutation 41a et 41b après l'opération d'arrêt automatique du moteur 49, et ensuite, passer à l'étape 102 et calculer l'augmentation de température ΔΤ2 dans les éléments de commutation 41a et 41b pendant l'opération de redémarrage du moteur 49. Passer ensuite à l'étape 103 et déterminer si la température (T + ΔΤ1 + ΔΤ2) des éléments de commutation 41a et 41b dépassera ou non une température admissible maximale Tmax pour les éléments de commutation 41a et 41b pendant l'opération de redémarrage. S'il est déterminé à l'étape 103 que la température des éléments de commutation 41a et 41b ne dépassera pas la température admissible maximale Tmax pour les éléments de commutation 41a et 41b pendant l'opération de redémarrage du moteur 49, passer à l'étape 104. A l'étape 104, la partie de commande de coupure de ralenti 48 détermine si les conditions de coupure de ralenti ont été satisfaites ou non sur la base du résultat déterminé à partir de l'étape 103 et d'autres informations entrées pour déterminer si les conditions de coupure de ralenti sont ou non satisfaites. Si les conditions de coupure de ralenti ont été satisfaites, arrêter le moteur 49 en émettant une commande pour l'opération d'arrêt automatique du moteur 49 (étape 105) et attendre jusqu'à ce que des conditions de démarrage pour le moteur 49 soient remplies (étape 106). Ensuite, lorsque les conditions de redémarrage pour le moteur 49 sont remplies, émettre une commande vers le circuit de commande 44 pour l'opération de démarrage du moteur-générateur 1 (étape 107) .
Ensuite, s'il est déterminé à partir d'une vitesse de rotation entrée du moteur 49, etc., que l'opération de démarrage a été effectuée (étape 108), passer ensuite à l'opération de génération de puissance en émettant une commande vers le circuit de commande 44 pour terminer l'opération de redémarrage du moteur 49 (étape 109). Ensuite, après passage à l'opération de génération de puissance, déterminer s'il faut ou non poursuivre la commande de coupure de ralenti de l'étape 100 à l'étape 109 immédiatement (étape 110), et le cas échéant, revenir à la première étape 100. Sinon, par ailleurs, la commande de coupure de ralenti est stoppée (étape 111). S'il est déterminé à l'étape 103 que la température des éléments de commutation 41a et 41b dépassera la température admissible maximale Tmax pour les éléments de commutation 41a et 41b pendant l'opération de redémarrage du moteur 49, passer ensuite à l'étape 112. Ensuite, le circuit de commande 44 calcule une valeur à laquelle doit être réduite la production de puissance et réduit la production de puissance à cette valeur (étape 112), et attendre ensuite pendant une quantité de temps prédéterminée (étape 113). Ensuite, lorsque la quantité de temps prédéterminée s'est écoulée, revenir à la première étape 100. S'il est déterminé à l'étape 104 que les conditions de coupure de ralenti n'ont pas été satisfaites, alors, dans ce cas, revenir également à la première étape 100.
On va ensuite expliquer, en faisant référence aux figures 5A à 5C, des comportements tels que celui de la température des éléments de commutation 41a et 41b, du courant généré, etc., dans cette commande de coupure de ralenti. Les figures 5A à 5C sont des chronogrammes qui montrent des changements dans la vitesse de rotation d'un moteur, dans le courant qui circule vers les éléments de commutation, et dans la température des éléments de commutation dans une opération de coupure de ralenti selon le mode de réalisation 1 de la présente invention. La figure 5A représente les changements dans le régime du moteur, la figure 5B représente les changements dans le courant qui circule vers les éléments de commutation pendant l'opération de génération de puissance (chargement de batterie) et l'opération de démarrage (déchargement de batterie), et la figure 5C représente les changements dans la température des éléments de commutation. De plus, sur les figures 5A à 5C, les lignes continues représentent un carter dans lequel a été mise en œuvre la présente invention et les lignes discontinues représentent un exemple comparatif. Ici, l'exemple comparatif représente un carter dans lequel une commande telle que celle de la présente invention n'a pas été mise en œuvre.
Premièrement, l'exemple comparatif qui est indiqué par les lignes discontinues sur la figure 5 est un carter dans lequel une commande selon la présente invention, telle que celle indiquée par les lignes continues, n'est pas mise en œuvre à un instant t donné, lorsque le moteur-générateur 1 effectue l'opération de génération de puissance avant l'instant tl, auquel le moteur 49 est automatiquement arrêté, et la température des éléments de commutation 41a et 41b augmente ici en raison du transfert de chaleur depuis l'enroulement d'induit 9 après l'opération d'arrêt automatique (tl) du moteur 49 et la température augmente également rapidement en raison d'un courant d'opération de démarrage important qui circule pendant l'opération de redémarrage (t2) . Ainsi, il se produit des circonstances dans lesquelles la température des éléments de commutation 41a et 41b dépasse la température admissible maximale pour les éléments de commutation 41a et 41b, même si ce n'est que légèrement, ce qui a des effets négatifs importants sur la durée de vie en service des éléments de commutation 41a et 41b.
Ensuite, après l'opération de redémarrage, une commutation est opérée sur l'opération de génération de puissance et la température des éléments de commutation 41a et 41b diminue rapidement au fur et à mesure que la vitesse du moteur augmente et que l'action de refroidissement des ventilateurs 11 commence à prévaloir sur la sortie de puissance. Ensuite, la température des éléments de commutation 41a et 41b augmente une fois encore d'une manière similaire à celle décrite ci-dessus lorsque l'opération d'arrêt automatique du moteur 49 est effectuée à l'instant t3. Ensuite, la température des éléments de commutation 41a et 41b augmente rapidement pendant l'opération de redémarrage à l'instant t4 en raison du courant important de l'opération de démarrage. Dans ce cas, la température des éléments de commutation 41a et 41b dépasse fortement la température admissible maximale pour les éléments de commutation 41a et 41b.
Dans le mode de réalisation 1, d'autre part, à n'importe quel instant t donné avant l'instant tl, auquel le moteur 49 est arrêté automatiquement, il est déterminé si la température (T + ΔΤ1 + ΔΤ2) des éléments de commutation 41a et 41b après l'opération de redémarrage dépassera la température admissible maximale Tmax pour les éléments de commutation 41a et 41b en ajoutant ΔΤ1, la quantité de laquelle augmentera la température en raison du transfert de chaleur depuis l'enroulement d'induit 9 après l'opération d'arrêt automatique du moteur 49, et ΔΤ2, la quantité de laquelle augmentera la température en raison du courant d'opération de démarrage important qui circule pendant l'opération de redémarrage, à la température T des éléments de commutation 41a et 41b, en supposant que l'opération d'arrêt automatique du moteur 49 pourrait être effectuée à tout moment après l'instant t, si les conditions de coupure de ralenti ont été satisfaites.
Ensuite, étant donné que le courant généré est réduit à une valeur appropriée dès l'instant t s'il est déterminé que la température des éléments de commutation 41a et 41b dépassera la température admissible maximale Tmax, la température des éléments de commutation 41a et 41b lors de l'opération d'arrêt automatique (tl) du moteur 49 après l'instant t et avant l'opération de redémarrage (t2) du moteur 49 est réduite par rapport à l'exemple comparatif, comme indiqué par les lignes continues sur la figure 5C. Ainsi, même si la température des éléments de commutation 41a et 41b augmente rapidement en raison du courant d'opération de démarrage important qui circule pendant l'opération de redémarrage (t2), il est possible d'empêcher que la température des éléments de commutation 41a et 41b dépasse la température admissible maximale pour les éléments de commutation 41a et 41b.
Ensuite, après l'opération de redémarrage, une commutation est opérée sur l'opération de génération de puissance et la température des éléments de commutation 41a et 41b diminue rapidement au fur et à mesure que la vitesse du moteur augmente et que l'action de refroidissement des ventilateurs 11 commence à prévaloir sur la sortie de puissance. La commande qui réduit le courant généré à une valeur appropriée continue a été effectuée en supposant que l'opération d'arrêt automatique du moteur 49 pourrait être effectuée à n'importe quel moment, même pendant l'opération de génération de puissance à laquelle on passe après l'opération de redémarrage, de sorte à empêcher que la température des éléments de commutation 41a et 41b dépasse la température admissible maximale pour les éléments de commutation 41a et 41b, même s'ils sont soumis à l'augmentation de température ΔΤ1 après l'opération d'arrêt automatique du moteur 49 et à l'augmentation de température ΔΤ2 pendant l'opération de redémarrage.
Par conséquent, la température des éléments de commutation 41a et 41b ne peut pas dépasser la température admissible maximale pour les éléments de commutation 41a et 41b, même si l'opération d'arrêt automatique du moteur 49 est effectuée à l'instant t3 et si l'opération de redémarrage et également effectuée à l'instant t4, empêchant ainsi que les éléments de commutation 41a et 41b dépasse la température admissible maximale et soient endommagés.
Ainsi, selon le mode de réalisation 1, étant donné qu'on considère que l'opération d'arrêt automatique de coupure de ralenti peut être effectuée à n'importe quel moment et que l'opération de redémarrage du moteur peut également être effectuée après cette opération d'arrêt automatique du moteur, si le moteur-générateur 1 (l'appareil de commande et moteur-générateur intégré 100) effectue l'opération de génération de puissance pendant la commande de coupure de ralenti, et s'il est déterminé que la température des éléments de commutation dépassera ou non la température admissible maximale pour les éléments de commutation, du fait dans ce cas d'une soumission à des augmentations de température après l'opération d'arrêt automatique du moteur et à des augmentations de température pendant l'opération de redémarrage, et le courant généré est réduit à une valeur appropriée s'il est déterminé que la température admissible maximale pour les éléments de commutation sera dépassée, il est possible d'empêcher que la température des éléments de commutation dépasse la température admissible maximale pour les éléments de commutation pendant l'opération de redémarrage après l'opération d'arrêt automatique du moteur. Par conséquent, il n'est plus nécessaire d'inhiber l'application de la coupure de ralenti pour empêcher que la température des éléments de commutation dépasse la température admissible maximale, permettant d'améliorer la consommation de carburant, de réduire les gaz d'échappement, etc.
Etant donné qu'il est possible d'empêcher que la température des éléments de commutation dépasse la température admissible maximale pendant l'opération de redémarrage après l'opération d'arrêt automatique du moteur, la fiabilité peut être améliorée.
Etant donné que la sortie de puissance est contrôlée de sorte à être réduite en fonction du régime du moteur, lorsque le régime du moteur est augmenté en raison de la commutation sur l'opération de génération de puissance après l'opération de redémarrage, la sortie de puissance est réduite tout en permettant un équilibre grâce au refroidissement. En d'autres termes, la sortie de puissance nominale peut être extraite à l'intérieur de limites qui maintiennent constamment un équilibre avec le refroidissement, empêchant un chargement de batterie insuffisant.
Etant donné qu'une valeur de seuil qui constitue un critère de détermination est définie comme la température admissible maximale pour les éléments de commutation, le courant qui est fourni aux éléments de commutation peut être augmenté de façon maximale, permettant à la sortie de puissance à un couple maximum pendant l'opération de redémarrage et pendant l'opération de génération de puissance d'être définie à une valeur plus importante. Etant donné que le capteur de température est disposé à proximité des éléments de commutation en contact étroit avec le puits thermique, la température des éléments de commutation peut être mesurée avec précision. L'inverseur est positionné en amont dans le trajet de flux d'air de refroidissement, et l'enroulement d'induit est positionné en aval dans le trajet de flux d'air de refroidissement. Ainsi, le flux d'air de refroidissement qui peut être réchauffé en refroidissant l'inverseur est fourni pour refroidir l'enroulement d'induit. La différence de température entre les éléments de commutation et l'enroulement d'induit est ainsi augmentée, rendant les éléments de commutation davantage susceptibles d'être affectés par la chaleur provenant de l'enroulement d'induit. Par conséquent, cet appareil de commande et moteur-générateur intégré a une construction qui est optimale lors de l'application de la présente invention, qui estime les augmentations de température des éléments de commutation après l'opération d'arrêt automatique du moteur.
On va ensuite expliquer un procédé destiné à calculer l'augmentation de la température des éléments de commutation ΔΤ1 après l'opération d'arrêt automatique du moteur.
Ici, le graphique dans la moitié supérieure de la figure 6 est un exemple d'une carte pour trouver l'augmentation de température des éléments de commutation après l'opération d'arrêt automatique du moteur (lorsque la température ambiante est de 80 degrés Celsius) et utilise le courant généré pendant l'opération de génération de puissance en tant que paramètre pour montrer les relations entre le régime du moteur lors de la production de ce courant généré et l'augmentation de la température des éléments de commutation ΔΤ1 après l'opération d'arrêt automatique du moteur. Une pluralité de telles cartes qui correspondent à différentes températures ambiantes, par exemple, est stockée dans une partie de stockage (non représentée) du circuit de commande 44.
Le graphique dans la moitié inférieure de la figure 6 est un exemple d'une répartition de la température des éléments de commutation T avant l'opération d'arrêt automatique du moteur, et utilise le courant généré pendant l'opération de génération de puissance en tant que paramètre pour montrer les relations entre le régime du moteur lors de la production de ce courant généré et la température des éléments de commutation à ce stade, et est disposé conjointement avec le graphique dans la moitié supérieure de la figure 6 afin d'expliquer le procédé de recherche de la valeur appropriée du courant généré pendant l'opération de génération de puissance, de sorte que la température des éléments de commutation ne dépasse pas la température admissible maximale. En pratique, la température des éléments de commutation T pendant l'opération de génération de puissance avant l'opération d'arrêt automatique du moteur doit uniquement être trouvée par le capteur de température.
Ici, le circuit de commande 44 reçoit les signaux de température ambiante et de régime du moteur de la partie de commande de coupure de ralenti 48 et détecte également le courant généré pendant l'opération de génération de puissance, et calcule l'augmentation de température ΔΤ1 dans les éléments de commutation 41a et 41b après l'opération d'arrêt automatique du moteur 49 à partir de la carte qui est présentée dans la moitié supérieure de la figure 6. En conséquence, l'augmentation de température ΔΤ1 dans les éléments de commutation 41a et 41b peut être estimée facilement. De plus, une expression d'approximation pour les courbes qui sont présentées dans la moitié supérieure de la figure 6 peut également être stockée dans la partie de stockage, et la température ambiante, le courant généré et le régime du moteur pendant l'opération de génération de puissance remplacés dans l'expression approximative pour calculer l'augmentation de température ΔΤ1 dans les éléments de commutation 41a et 41b. L'augmentation de température ΔΤ2 dans les éléments de commutation 41a et 41b pendant l'opération de redémarrage peut être calculée à partir du courant d'opération de démarrage. Le courant d'opération de démarrage peut être calculé à partir d'une valeur de commande de couple de démarrage.
On va ensuite expliquer un procédé pour calculer la valeur appropriée à laquelle la sortie de puissance doit être réduite pendant l'opération de génération de puissance s'il est déterminé que la température de l'élément de commutation dépassera la température admissible maximale pour les éléments de commutation pendant l'opération de redémarrage. La figure 7 est un graphique explicatif d'un procédé de recherche d'une valeur appropriée pour un courant généré pendant l'opération de génération de puissance pour laquelle la température des éléments de commutation ne dépasse pas une température admissible maximale pendant l'opération de redémarrage.
La figure 7 utilise le courant généré pendant l'opération de génération de puissance en tant que paramètre pour montrer les relations entre le régime du moteur à cette sortie de courant générée et cette température des éléments de commutation (T + ΔΤ1) juste avant l'opération de redémarrage après l'opération d'arrêt automatique du moteur. Ainsi, si l'on considérait, par exemple, que la température admissible maximale Tmax pour les éléments de commutation 41a et 41b était de 125 degrés Celsius et que l'augmentation de température ΔΤ2 pendant l'opération de redémarrage du moteur 49 était constamment de 15 degrés Celsius, la température limite supérieure admissible (T + ΔΤ1) pour les éléments de commutation 41a et 41b juste avant l'opération de redémarrage après l'opération d'arrêt automatique du moteur 49 serait de 110 degrés Celcius (=Tmax - ΔΤ2 = 125°C - 15°C) . En d'autres termes, les valeurs du courant généré auxquelles la température (T + ΔΤ1) des éléments de commutation 41a et 41b pendant l'opération de génération de puissance juste avant l'opération de redémarrage est inférieure ou égale à ces 110 degrés Celsius pour chaque régime moteur respectif seraient des valeurs appropriées pour le courant généré afin d'empêcher que la température des éléments de commutation 41a et 41b dépasse la température admissible maximale Tmax pendant l'opération de redémarrage. Sur la figure 7, les limites supérieures de ces valeurs appropriées pour le courant généré sont indiquées par des points noirs pour chaque régime de moteur respectif.
On va expliquer le phénomène selon lequel la température des éléments de commutation augmente après l'opération d'arrêt automatique du moteur. A la différence du moteur-générateur dans lequel est disposé un inverseur 20 en tant qu ' élément distinct, dans un appareil de commande et moteur-générateur intégré 100 dans lequel l'inverseur 20 est disposé intégralement sur une surface d'extrémité axiale d'un carter, une construction qui empêche totalement la chaleur d'être transférée de l'enroulement d'induit 9 à l'inverseur 20 est difficile à obtenir car l'enroulement d'induit 9, qui atteint les températures les plus élevées dans le moteur-générateur 1, est disposé à proximité étroite de l'inverseur 20 sur un côté opposé du support arrière 3. Ainsi, puisque le refroidissement forcé de l'inverseur 20 par les ventilateurs 11 est absent après l'opération d'arrêt automatique du moteur 49, la chaleur est transférée comme indiqué par la flèche H sur la figure 1 depuis l'enroulement d'induit haute température 9, à travers un trajet de conduction de chaleur qui comprend le noyau d'induit 10, le support arrière 3, le bossage de fixation 53, le matériau isolant 52 et les puits thermiques 50 et 51, vers les éléments de commutation 41a et 41b. En conséquence, il se produit le phénomène selon lequel la température des éléments de commutation 41a et 41b augmente après l'opération d'arrêt automatique du moteur 49.
La figure 8 est un graphique des changements de température dans les éléments de commutation et un enroulement d'induit après une opération d'arrêt automatique du moteur dans un appareil de commande et moteur-générateur intégré 100.
Sur la figure 8, on peut voir que la température des éléments de commutation 41a et 41b commence à augmenter immédiatement après l'opération d'arrêt automatigue du moteur 49, et approche progressivement la température de l'enroulement d'induit 9, gui diminue au contraire. En d'autres termes, la température des éléments de commutation 41a et 41b augmente de sorte à approcher la température de l'enroulement d'induit 9 étant donné gue la chaleur de l'enroulement d'induit 9 est transférée aux éléments de commutation 41a et 41b.
Un procédé de commande de coupure de ralenti selon le mode de réalisation 1 est optimal pour la commande de coupure de ralenti dans l'appareil de commande et moteur-générateur intégré 100, dans leguel se produit ce phénomène unigue selon leguel la température des éléments de commutation augmente après l'opération d'arrêt automatigue du moteur, étant donné gu'il est déterminé si la température des éléments de commutation dépasse ou non la température admissible maximale pour les éléments de commutation après l'opération de redémarrage tout en permettant une augmentation de la température ΔΤ1 des éléments de commutation après l'opération d'arrêt automatigue du moteur.
Mode de réalisation 2
La figure 4 est une partie d'un organigramme d'une commande de coupure de ralenti selon le mode de réalisation 2 de la présente invention, et peut être insérée entre les point A et B entre l'étape 105 et l'étape 106 dans l'organigramme du mode de réalisation 1 qui est représenté sur la figure 3.
Dans le mode de réalisation 2, la commande de coupure de ralenti est mise en œuvre de façon encore plus fiable de telle manière que la température des éléments de commutation 41a et 41b de l'inverseur 20 ne dépassera pas la température admissible maximale comme dans la commande de coupure de ralenti qui a été mentionnée dans le mode de réalisation 1 ci-dessus, en ajoutant la commande qui est basée sur l'organigramme représenté sur la figure 4.
Maintenant, dans le cas du mode de réalisation 1 ci-dessus, l'opération d'arrêt automatique du moteur 49 sera effectuée à l'étape 105 si, par exemple, il est déterminé à l'étape 103 sur la figure 3 que la température (T + ΔΤ1 + ΔΤ2) des éléments de commutation 41a et 41b pendant l'opération de redémarrage du moteur 49 ne dépassera pas la température admissible maximale Tmax et les conditions de coupure de ralenti sont également satisfaites à l'étape 104. Cependant, il est possible que la température des éléments de commutation 41a et 41b puisse encore dépasser la température admissible maximale pendant l'opération de redémarrage du moteur 49 si la température ambiante devait augmenter soudainement après l'opération d'arrêt automatique du moteur 49 en raison d'un facteur externe.
Ainsi, le mode de réalisation 2 prévoit une commande qui peut être utilisée pour empêcher que la température des éléments de commutation 41a et 41b dépasse la température admissible maximale Tmax s'il est déterminé qu'ils pourraient le faire pendant l'opération de redémarrage du moteur 49 après exécution de l'opération d'arrêt automatique du moteur 49 en raison de facteurs tels que celui décrit plus haut qui sont difficiles à prédire, même s'il a été déterminé à l'étape 103 sur la figure 3 que la température des éléments de commutation 41a et 41b pendant l'opération de redémarrage du moteur 49 ne dépasserait pas la température admissible maximale Tmax. La commande de coupure de ralenti selon le mode de réalisation 2 sera expliquée ci-après en référence à l'organigramme qui est représenté sur la figure 4. De plus, à titre pratique, les étapes 120 à 123 ont été représentées par S120 à 123 sur la figure 4.
Dans le mode de réalisation 2, étant donné que les étapes 100 à 113 sur la figure 3 sont équivalentes au contenu qui a été expliqué dans le mode de réalisation 1, elles ne seront pas expliquées et l'organigramme qui est représenté sur la figure 4 qui peut être inséré entre l'étape 105 et l'étape 106 sera expliqué.
Les conditions de coupure de ralenti sont satisfaites (étape 104), et l'opération d'arrêt automatique du moteur 49 est effectuée (étape 105). Passer ensuite à l'étape 120 et mesurer la température (T + ΔΤ1) des éléments de commutation 41a et 41b juste avant l'opération de redémarrage du moteur 49 (étape 120) . Passer ensuite à l'étape 121 et calculer l'augmentation de température ΔΤ2 des éléments de commutation 41a et 41b pendant l'opération de redémarrage du moteur 49 (étape 121) . Passer ensuite à l'étape 122 et déterminer si la température (T + ΔΤΙ + ΔΤ2) des éléments de commutation 41a et 41b pendant l'opération de redémarrage du moteur 49 dépassera ou non la température admissible maximale Tmax. S'il est déterminé à l'étape 122 gue la température admissible maximale Tmax ne sera pas dépassée, passer à l'étape 106 et déterminer si les conditions pour le redémarrage du moteur 49 ont été satisfaites. Ensuite, si les conditions ont été satisfaites, démarrer le moteur en utilisant l'appareil de commande et moteur-générateur intégré 100 (étape 107) . D'autre part, s'il est déterminé à l'étape 122 gue la température admissible maximale Tmax sera dépassée, passer à l'étape 123 et réduire le courant des éléments de commutation (courant de démarrage) pendant l'opération de démarrage du moteur à une valeur prédéterminée qui se trouve dans une plage gui permet le démarrage du moteur de telle manière gue la température (T + ΔΤ1 + ΔΤ2) des éléments de commutation 41a et 41b ne dépasse la température admissible maximale Tmax. Passer ensuite à l'étape 106 et déterminer si les conditions de redémarrage pour le moteur 49 ont été satisfaites ou non.
Si les conditions de redémarrage pour le moteur 49 n'ont pas été satisfaites à l'étape 106, revenir au point A précédant l'étape 120, et une fois encore, répéter les opérations de l'étape 120 à l'étape 123. S'il est déterminé à l'étape 106 gue les conditions de redémarrage pour le moteur 49 ont été satisfaites, démarrer le moteur en utilisant l'appareil de commande et moteur-générateur intégré 100 (étape 107).
Ainsi, dans le mode de réalisation 2, il est possible d'empêcher de manière fiable que la température des éléments de commutation dépasse la température admissible maximale pendant l'opération de redémarrage, empêchant les éléments de commutation d'être détruits en dépassant la température admissible maximale. Les augmentations dans la fréquence avec laquelle la coupure de ralenti est inhibée peuvent également être supprimées, permettant d'améliorer la consommation de carburant et de réduire les gaz d'échappement, etc.
Mode de réalisation 3
Dans le mode de réalisation 1 ci-dessus, dans toutes les périodes pendant lesquelles un moteur-générateur effectue une opération de génération de puissance, la commande de coupure de ralenti est exécutée en supposant qu'une opération d'arrêt automatique du moteur pour une coupure de ralenti pourrait être effectuée à tout moment et qu'une opération de redémarrage du moteur pourrait être effectuée après cette opération d'arrêt automatique du moteur. Dans cette commande de coupure de ralenti, il est déterminé si la température des éléments de commutation dépassera ou non une température admissible maximale pour les éléments de commutation du fait que les éléments de commutation sont soumis à une augmentation de température après l'opération d'arrêt automatique du moteur et à une augmentation de température pendant l'opération de redémarrage. Ensuite, s'il est déterminé que la température admissible maximale sera dépassée, le courant généré est réduit à une valeur appropriée pour contrôler la température des éléments de commutation de sorte qu'elle ne dépasse pas la température admissible maximale pour les éléments de commutation pendant l'opération de redémarrage après l'opération d'arrêt automatique du moteur.
Dans le mode de réalisation 2 ci-dessus, la température des éléments de commutation immédiatement avant l'opération de redémarrage du moteur est également mesurée après l'opération d'arrêt automatique du moteur, et l'augmentation de la température des éléments de commutation pendant l'opération de redémarrage du moteur est également calculée pour déterminer si la température des éléments de commutation dépassera ou non la température admissible maximale pendant l'opération de redémarrage du moteur. Ensuite, s'il est déterminé que la température admissible maximale sera dépassé, le courant des éléments de commutation (courant de l'opération de démarrage) est réduit à une valeur prédéterminée qui se trouve dans une plage qui permet le démarrage du moteur de telle manière à contrôler la température des éléments de commutation de sorte qu'elle ne dépasse pas la température admissible maximale pour les éléments de commutation pendant l'opération de redémarrage après l'opération d'arrêt automatique du moteur. Ceci permet d'éviter des problèmes, tels que la température des éléments de commutation dépassant la température admissible maximale pendant l'opération de redémarrage du moteur après l'opération d'arrêt automatigue du moteur en raison de facteurs gui sont difficiles à prédire, même s'il a été préalablement déterminé gue la température des éléments de commutation pendant l'opération de redémarrage du moteur ne dépasserait pas la température admissible maximale.
Dans le mode de réalisation 3, au contraire, la commande n'est pas réalisée comme dans le mode de réalisation 1 ci-dessus, dans leguel la puissance générée pendant l'opération de génération de puissance est produite de façon maximale dans une plage dans laguelle la température des éléments de commutation ne dépassera pas la température admissible maximale, et n'est pas non plus réalisée comme dans le mode de réalisation 2 ci-dessus, dans leguel le couple de démarrage pendant l'opération de redémarrage est produit de façon maximale dans une plage dans laguelle la température des éléments de commutation ne dépassera pas la température admissible maximale, mais la sortie de puissance pendant l'opération de génération de puissance et le courant d'opération de démarrage pendant l'opération de redémarrage sont à la place définis de sorte à être constants pour chague régime de moteur respectif (ou vitesse de rotation de l'appareil de commande et moteur-générateur intégré), de telle sorte gue la température des éléments de commutation ne dépassera pas la température admissible maximale, même dans les pires des cas de contraintes données (telles gue la température ambiante, le couple minimum nécessaire, etc.).
Le mode de réalisation 3 sera expliqué en faisant référence à la figure 7.
Sur la figure 7, les points noirs représentent les limites supérieures du courant généré pour lequel la température des éléments de commutation 41a et 41b ne dépasse pas la température admissible maximale pendant le redémarrage du moteur 4 9, et a été trouvée pour chaque régime de moteur respectif. De plus, la température ambiante dans ce cas est de 80 degrés Celsius, ce qui est la valeur maximale dans une plage de température ambiante (-30°C à 80°C) qui constitue une contrainte, et est le pire des cas pour la température ambiante.
Dans le cas du mode de réalisation 3, au contraire, les courants générés qui correspondent à chaque régime de moteur respectif sont définis comme des caractéristiques de génération comme indiqué par les points blancs, et sont fixés à des valeurs qui sont limitées de sorte à être de 0 à 20 ampères environ inférieures aux limites supérieures du courant généré qui sont représentées par les points noirs. Pour cette raison, la température (T + ΔΤ1) des éléments de commutation 41a et 41b pendant l'opération de redémarrage est également inférieure de sorte à laisser une marge par rapport à la température limite supérieure admissible. Même si la température ambiante est de 80 degrés Celsius, comme dans ce cas, qui est le pire des cas de contrainte, car les caractéristiques de génération sont définies de telle sorte que la température (T + ΔΤ1) des éléments de commutation 41a et 41b immédiatement avant l'opération de redémarrage soit inférieure à la température limite supérieure admissible d'une marge suffisante, la température des éléments de commutation 41a et 41b ne dépassera pas également la température admissible maximale pendant l'opération de redémarrage pour des températures ambiantes qui sont inférieures à 80 degrés Celsius dans ces caractéristiques de génération.
Le courant des éléments de commutation (le courant d'opération de démarrage) pendant l'opération de redémarrage du moteur 49 est également défini de sorte à être aussi faible que possible dans une plage qui permet le démarrage du moteur. Etant donné que l'augmentation de température ΔΤ2 des éléments de commutation 41a et 41b pendant l'opération de démarrage du moteur est ainsi maintenue à une valeur faible, il est possible d'empêcher de manière fiable que la température des éléments de commutation 41a et 41b pendant l'opération de redémarrage dépasse la température admissible maximale.
Ainsi, dans le mode de réalisation 3, il est possible d'empêcher de manière fiable que la température des éléments de commutation dépasse la température admissible maximale pendant l'opération de redémarrage, empêchant que les éléments de commutation soient détruits en dépassant la température admissible maximale. Les augmentations de la fréquence avec laquelle la coupure de moteur l'arrêt est inhibée sont également limitées, permettant d'améliorer la consommation de carburant et de réduire les gaz d'échappement, etc.
Claims (3)
- REVENDICATIONS1. Appareil de commande et moteur-générateur intégré, comprenant : un moteur-générateur (1) comprenant : un induit (8) qui possède un enroulement d’induit (9) ; et un rotor (6), ledit moteur-générateur effectuant un transfert de puissance avec un moteur (49) ; et un appareil de commande (60) comprenant : un inverseur (20) qui est monté intégralement sur une circonférence externe ou une surface d'extrémité axiale dudit moteur-générateur (1), et qui possède une pluralité d'éléments de commutation (41a, 41b) et un puits thermique (50, 51) qui est relié à ces éléments de commutation (41a, 41b), un circuit de commande (44) qui commande ledit inverseur (20) au moyen d'un signal de commande depuis une partie de commande de coupure de ralenti (48) sur un véhicule ; et des moyens (18) de détection de température d'éléments de commutation qui sont montés en contact étroit avec le puits thermique (50, 51) et qui détectent une température desdits éléments de commutation (41a, 41b), ledit appareil de commande (60) assurant une opération de démarrage de moteur et une opération de chargement de batterie en effectuant une conversion de courant continu en courant alternatif de la puissance électrique dans deux directions entre ledit moteur-générateur (1) et une batterie (19), caractérisé en ce que, à tous moments pendant une opération de génération de puissance dudit moteur-générateur (1), ledit circuit de commande (44) mesure une température T des éléments de commutation (41», 41b) à partir de la sortie des moyens (18) de détection de température d'éléments de commutation dfâns l'opération de génération de puissance du moteur-générateur (1), reçoit la température ambiante, le courant généré pendant l'opération de génération de puissance et une fréquence de rotation de moteur ou une fréquence de rotation dudit moteur-générateur (1), entre ledit courant généré et ladite fréquence de rotation dans une carte ou une expression approximative qui représente une relation entre ladite fréquence de rotation et une augmentation de température de l'élément de commutation en utilisant le courant généré pendant l'opération de génération de puissance qui correspond à la température ambiante obtenue comme un paramètre, calcule l'augmentation de température ΔΤ1 des éléments de commutation après une opération d'arrêt automatique du moteur, calcule un courant de démarrage qui circule vers les éléments de commutation (41a, 41b) pendant le redémarrage du moteur (49) à partir d'une valeur de commande de couple, calcule l'augmentation de température ΔΤ2 des éléments de commutation pendant l'opération de redémarrage du moteur (49) à partir du courant de démarrage calculé, et détermine si la température T + ΔΤ1 + ΔΤ2 des éléments de commutation (41a, 41b) qui est obtenue par l'addition de la température T, de l'augmentation de température ΔΤ1 et de l'augmentation de température ΔΤ2 dépasse ou non une température admissible maximum des éléments de commutation en supposant que ladite opération d’arrêt automatique du moteur puisse être effectué à tout moment, et commande la puissance générée par ledit moteur-générateur (1) afin qu’elle soit réduite de sorte à empêcher que ladite température desdits éléments de commutation (41a, 41b) dépasse ladite température admissible maximale (Tmax) pour les éléments de commutation (41a, 41b) si ledit circuit de commande (44) détermine que ladite température admissible maximale pour les éléments de commutation (41a, 41b) sera dépassée.
- 2. Appareil de commande et moteur-générateur intégré selon la revendication 1, dans lequel ledit circuit de commande (44) détecte ladite température T + ΔΤ1 desdits éléments de commutation (41a, 41b) au moyen desdits moyens (18) de détection de température d’éléments de commutation avant qu’une opération de redémarrage du moteur soit exécutée une fois qu’une opération d’arrêt de moteur automatique a été exécutée, calcule un courant de démarrage qui circule vers les éléments de commutation durant le redémarrage du moteur (49) à partir d'une valeur de commande de couple, calcule l'augmentation de température ΔΤ2 pendant l'opération de redémarrage du moteur à partir du courant de démarrage calculé détermine si la température T + ΔΤ1 + ΔΤ2 desdits moyens de commutation (41a, 41b) qui est obtenue en additionnant la température obtenue T + ΔΤ1 des éléments de commutation et l'augmentation de température ΔΤ2 dépassera ou non la température admissible maximum des éléments de commutation (41a, 41b) et contrôle le courant électrique qui circule vers lesdits éléments de commutation (41a, 41b) pendant ladite opération de redémarrage du moteur afin qu'il soit réduit de sorte à empêcher que ladite température desdits éléments de commutation (41a, 41b) dépasse la température admissible des éléments de commutation (41a, 41b) si ledit circuit de commande (44) détermine que ladite température admissible maximum des éléments de commutation sera dépassée.
- 3. Appareil de commande et moteur-générateur intégré selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel ledit inverseur (20) et ledit moteur-générateur (1) sont configurés afin d'être refroidis par un simple flux d'air de refroidissement de sorte que ledit inverseur (20) est disposé en amont dans ledit flux d'air de refroidissement et que ledit moteur-générateur (1) est disposé en aval.
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