EP2452428A1 - Systeme de commande pour machine tournante a roulement instrumente - Google Patents

Systeme de commande pour machine tournante a roulement instrumente

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Publication number
EP2452428A1
EP2452428A1 EP10742207A EP10742207A EP2452428A1 EP 2452428 A1 EP2452428 A1 EP 2452428A1 EP 10742207 A EP10742207 A EP 10742207A EP 10742207 A EP10742207 A EP 10742207A EP 2452428 A1 EP2452428 A1 EP 2452428A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
torque
signal
circuit
rotating machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10742207A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Sebastien Gay
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
Publication of EP2452428A1 publication Critical patent/EP2452428A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/443—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed mounted in bearings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2205/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the control loops
    • H02P2205/05—Torque loop, i.e. comparison of the motor torque with a torque reference

Definitions

  • the invention relates to a control system for an instrumented rolling machine.
  • EP-A-1 298 785 there is described an instrumented bearing for an electronically commutated motor which comprises a circular multipole encoder and a fixed sensor which delivers quadrature digital signals in pulse form to a circuit of control by electrical switching of the power supply of said electric motor with instrumented bearing.
  • the control circuit produces a polyphase wave each phase of which is supplied to a particular winding of the electronically commutated motor, so that it can be controlled or controlled in speed.
  • Document FR-B-2.830.139 describes a pulse-controlled electronic switching device in which the motor comprises a circular multipole encoder associated with the rotating ring of a bearing, which then takes the form of a rolling bearing. instrumented.
  • the encoder includes a multipole track and a fixed sensor which detects the pole passage of the circular multipolar encoder to provide quadrature switching signals for an electronic circuit of currents in the motor phase windings.
  • EP-A-1 408 603 describes a control device for an electronically commutated motor in which an encoder comprises a main multipolar track and a multipole track, called a "top tower", concentric and a sensor is provided to produce, on the one hand, quadrature switching signals and, on the other hand, a third "top-turn” switching signal.
  • the signals from the sensor are transmitted to a control circuit or switching currents in the windings so as to produce a suitable power supply of the electronically commutated motor to which the encoder is associated.
  • EP-A-1 404 016 describes a control device for an electronically commutated motor in which a second resolver-type sensor is avoided after the measurement with the aid of an incremental encoder. .
  • a resolver-type sensor would have a footprint making mechanical integration in an electric machine difficult.
  • document EP-A-1 404.016 teaches the use of both a single encoder with a main multipole track and a multipolar track, called “top tower”, on the incremental encoder arranged in relation to the rotor of the motor, so that the sectors of the track of the "top tour" comprise a plurality of singularities distributed angularly.
  • a fixed sensor disposed facing the incremental encoder produces, on the one hand, a plurality of quadrature signals and, on the other hand, a plurality of signals related to the singularities of the "top tower" encoder.
  • EP-A-1 298 785 discloses a control device of an electronically commutated motor with a two-track rotary encoder and a fixed sensor providing two quadrature signals and one signal at each revolution of the encoder.
  • the encoder is a disc which is attached to a rotating part of the bearing interposed between the rotor shaft and the motor housing.
  • a control circuit generates switching signals of a control circuit by switching the power supply of the electric motor from two current setpoints applied to the quadrature signals and the signal at each turn.
  • the switching circuit is then slaved to the detection of these different signals.
  • the state of the art as represented by the four aforementioned documents, teaches the use of a sensor for the rotation speed of an electrically commutated motor so as to provide control of the electronically commutated motor, a encoder being fixed to a rotating part of a bearing in a compact manner since the measurement sensor of the control parameter is integrated with the fixed part of the bearing.
  • An instrumented bearing for a rotary machine suitable for providing these two pieces of information comprises a rolling body on the periphery of which is mounted at least one strain gauge for detecting the passage of intermediate elements, such as balls or rollers of the rolling body, on at least one raceway, as well as signal processing circuits produced by said at least one strain gauge to derive a signal representative of the torque and / or a signal representative of the rotational speed of the instrumented bearing.
  • the instrumented bearing comprises a plurality of strain gauges secured in positions angularly distributed over the body of the bearing. • The instrumented bearing comprises a circu it to generate a signal representative of the torque exerted on a rotating part of the instrumented bearing.
  • the circuits for processing the signals produced by using at least one strain gauge to deduce a signal representative of the torque and / or a signal representative of the speed of rotation of the instrumented bearing comprise means for determining the frequency signals collected by the bearing to deduce the speed of rotation of the shaft and incidentally its position.
  • the instrumented bearing comprises strain gauges which measure the lateral forces experienced by the bearing. We then perform calculations to deduce the torque experienced by the bearing.
  • the invention relates to a rotary machine control system comprising an electrical device for regulating its operation comprising control terminals connected to the outputs of a control circuit of which at least one input receives detection signals produced by at least one bearing. instrumented mounted on the rotor shaft of a rotating machine.
  • the control circuit comprises means for converting the reading data of the sensors of the instrumented bearing into a control information delimited according to a control strategy determined at the control terminals of the electrical control member of the rotating machine, as a engine or generator, turbine or pump or blast motor.
  • the rotating machine is controlled on a torque setpoint by means of a torque control loop comprising a servo error calculation circuit receiving said torque setpoint and said rolling torque measurement signal instrumented and whose output is connected to a correction circuit based on a Proportional control, a Proportional and Integral control, or a Proportional, Integral and Differential control, to control the modulation rate of a control signal generator in width.
  • Pulses connected to the control input of the electrical control device of the rotating machine as a power converter for an electronically commutated motor.
  • the system also includes a speed control loop based on a speed measurement signal from the instrumented bearing to adjust the frequency of the pilot wave of the pulse width control signal generator. .
  • the system also includes a current sensor for realizing an additional loop of current control of the regulator.
  • the system also includes a resolver for optimizing the efficiency on the electrical controller and includes a circuit for generating a pulse width control signal generator frequency control signal by means of an additive the control signal being obtained by integrating a signal proportional to the ratio of the differential amplitude to the differential phase produced by the resolver.
  • the rotating machine is an explosion engine with a motorized intake flap carburetor.
  • the system produces an adjustment of the throttle opening angle according to the real torque measured by the bearing. instrumented on the basis of a torque setpoint and a torque control loop.
  • the system also optionally includes a rotational speed control loop and / or a control loop on a quantity of fuel comprising a calculation circuit of an ignition angle parameter, led it speed signal and / or said ignition angle signal being applied.
  • Figure 1 is a block diagram of a mode of real isation of the system of the invention
  • FIGS. 2 to 4 are block diagrams illustrating control strategies in the embodiment of the system of FIG. 1;
  • FIGS. 5 and 6 are block diagrams illustrating control strategies in another embodiment of the system of the invention.
  • FIGS. 6A and 6B are, respectively, FIG. 6A, a schematic diagram of an instrumented bearing used in the invention, and FIG. 6B, a diagram of the signal processing circuits of the parts of the instrumented bearing intended to produce ire the torque and speed signals.
  • FIG. 6A schematically shows an instrumented bearing used in a preferred embodiment of the present invention.
  • the instrumented bearing 100 is mounted on a rotation shaft such as the rotor shaft 110 of a rotating machine, not shown.
  • the instrumented bearing 100 is essentially composed of a bearing of conventional type comprising a rotating part 1 02 ground idarized by idarisation ground means 1 07 to the rotation shaft 101 and a fixed part 103 intended to be mounted on the frame or on the stator of the rotating machine not shown.
  • the rotating machine is ground idarized the fixed part of the bearing instrumented by idarisation ground means 1 10 and 1 1 1 d isposés over the entire periphery of the instrumented bearing.
  • the instrumented bearing of the invention is strictly identical to a bearing of any kind of the state of the art.
  • an optical encoder in the form of a d isque which read i is sol idaire, one disposes on the periphery of the instrumented bearing of the invention 100 a plurality of sensors, preferably strain gauges 108 and 109 which are sol idaires of suitable parts of the instrumented bearing.
  • a suitable processing circuit of the gauge detection signal allows to deduce information representative of the speed of rotation of the instrumented bearing, and therefore the rotating machine on which it is installed.
  • Ai and Aj are provided at the inputs of a signal processing circuit for developing the torque and / or rotational speed measurement signals 125.
  • the detection signals of the sensors are processed by a conditioning circuit 121 intended to normalize and / or amplify the detected signals, on the one hand, and to reclassify them in connection with each other. phase with each other.
  • the vector of the reconditioned detection signals produced by the conditioning circuit 121 is transmitted to the input of a filtering circuit 122 which makes it possible to avoid detections of parasitic phenomena by using an adapted filtering which the skilled person will be able to determine. .
  • the filtered detection vector X from the filter 122 is applied to a generator circuit 123 of a signal representative of the torque applied to the rotating rotating part 102 of the instrument relative to its fixed part 103.
  • the signal representative of the speed of Rotation of the rotation shaft 110 is determined by derivation, that is, by measuring the frequency of a periodic phenomenon on the magnitude representative of the torque produced from the circuit 1 23.
  • the circuit of the invention also comprises a frequency shunt and measurement circuit 124 which produces a signal representative of the speed of rotation N of the rotation shaft relative to the fixed part. 1 03 of the instrumented bearing.
  • the fact of depositing the strain gauges directly on the suitable parts of the instrumented bearing ensures that the forces experienced by the instrumented bearing are fully taken into account for the measurement of the signal representative of the torque and for the signal representative of the speed.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the invention in which the rotating machine is an electric winding machine, such as an electronically commutated motor, in which the rotor 4 is made of a magnetic material and the stator 2 carries a plurality of windings 3 angularly offset, and supplied with suitable phases through a power converter 1 2 controlled by the driving circuit 10 of the servocontrol of the invention.
  • the rotating machine is an electric winding machine, such as an electronically commutated motor
  • the rotor 4 is made of a magnetic material and the stator 2 carries a plurality of windings 3 angularly offset, and supplied with suitable phases through a power converter 1 2 controlled by the driving circuit 10 of the servocontrol of the invention.
  • an instrumented bearing 7 is mounted on the rotation shaft 5 of the engine 1.
  • a second bearing 6 which may be identical or without instrumentation is provided on the other side of the rotor 4. The measurement signal, developed by the instrumented bearing
  • such a rotating machine may be an explosion engine to drive a veh icule.
  • Such a pallet comprises a raceway on which balls circulate between a rotor part mounted on the shaft and the surface of the bearing track.
  • the instrumented bearing comprises strain gauges angularly distributed around the body of the bearing and in mechanical relation with the track, or raceway.
  • strain gauges are able to provide indications on the rotational speed by the singularities produced on each strain gauge by the passage of a ball or roller of the instrumented bearing.
  • the strain gages are finally able to produce a signal proportional to the stress force detected over a period determined by the strain gauge and, using a calculation circuit, to produce a torque measurement signal. exerted by the rotation shaft.
  • the instrumented bearing of the preferred kind for the control device of the invention being disposed as close as possible to the rotating machine controlled by the servo-control circuit which will be described later, it is thus possible to limit the negative effects of games and mechanical delays introduced in such an assembly.
  • the instrumented bearing of the preferred kind for the control device of the invention thus makes it possible to perform a torque control of a rotating machine that it equips without having to estimate the torque information by using in the case of an electronically commutated motor, or a generator of the same kind, by measuring the current and the voltage in at least one reference winding as is known.
  • the estimation function becomes incapable or insufficient to achieve a relationship between current and voltage, on the one hand, and torque, on the other hand. Electrical estimation of the torque becomes impossible.
  • the bearing instrumented by strain gauges capable of producing a torque measurement signal and / or rotational speed can produce reliable information, robust and free of parasites.
  • the electrical signals for measuring the strain gauges of the instrumented bearing 7 of the preferred kind for the control device of the invention are produced by a first signal processing circuit 8 to produce a torque measurement signal 15 and, if appropriate by a second signal processing circuit 9 for producing a speed measurement signal 16.
  • the signals for measuring the rotational speed 16 and the torque 15 are inputted to a control circuit 10 which also receives a reference signal 20.
  • the setpoint signal 20 is produced by a management or control system (not shown) of the mechanical load (not shown) which is mechanically coupled to the rotation shaft 5 of the engine 1.
  • This load can be an automobile accessory such as a window regulator or a driving wheel for an electric-powered vehicle or a steering mechanism in an electric power steering.
  • the control circuit 10 produces at its output terminals 17-19 control signals of an electrical control device or device 12 which is supplied with electrical energy by an electric source 13.
  • the power source is a DC power source such as a vehicle electric battery and the power conversion circuit 12 produces at its output a plurality of stator phase control signals via a power cable. supply of the electric motor 14.
  • the pilot circuit 10 implements a determined control strategy which determines the power supply parameters of the electric motor 1 by adjusting the power converter circuit 1 2 by choosing in particular the frequency, the waveform, the intensity and the voltage of each of the phases of the pulsation wave delivered at the exit of circu it 12.
  • the rotating machine is not an electric motor, but for example a gas or hydraulic turbine, or an electric generator, or an explosion engine, the rotating machine must have an electric organ acting on its operation, that is to say on the deltested torque and / or its rotational speed so that the control loops or on the base of the instrumented bearing associated with its rotation shaft is closed or are closed on the control dud it electrical organ by means of the control system of the invention.
  • FIG. 2 shows a mode of realisation of a pilot circuit adapted to the control system of the embodiment of FIG. 1.
  • the reference signal 20a is a torque reference signal to be supplied by means of the motor 1a.
  • the reference signal 20a is supplied to the + input of an error signal generator 21 whose input terminal - receives a torque measurement signal 16a supplied by the instrumented bearing 7a mounted on the motor 1a. electronically commutated.
  • the generated error signal is constituted by the instantaneous difference between the reference 20a and the torque 16a.
  • the generated error signal is supplied to the input of a PI D controller 22 (Proportional Integral Differential) which realizes the synthesis of a torque control signal for the motor 1 a.
  • PI D controller 22 Proportional Integral Differential
  • the PI D 22 regulator realizes the synthesis of a correction signal of the servocontrol by running in parallel a proportional correction P of the error signal, an integral correction I of the error signal and a derivative correction D of the error signal. The three corrections are then added and their instantaneous sum is the output signal of the complete PI D corrector.
  • the PID regulator or corrector can be reduced to a proportional and integral corrector, to a proportional and derivative corrector, or to a derivative proportional and integral corrector, according to the desired level of performance.
  • the torque control loop is completed by a second closed inner loop, controlling and / or controlling the armature current of the motor 1a.
  • a second error signal generator 23 receives, on its positive input, the correction signal of the torque control of the corrector 22, as well as on its negative input a signal 29 for measuring current I, produced by by a current sensor 26, connected to one of the phases 27 of the stator of the electronically commutated motor 1 a.
  • the error signal produced by the error signal generator 23 is in turn supplied to a second PI D 24 corrector which executes the synthesis of a correction signal of the torque and current servo control as well as that he is known.
  • PI D 23 corrector it is also planned to replace the PI D 23 corrector by a proportional and integral corrector, or by a proportional and derivative corrector, or by a derivative and integral corrector according to the desired performance level.
  • the control signal in torque and rotational speed is connected to the control input of a pulse width modulation (PWM) circuit 25 which produces three phase control signals 1 7, 18 and 19 according to the control strategy executed by the pilot circuit 1 0a and determined according to the geometry of the stator windings, in the case of a three-phase stator.
  • PWM pulse width modulation
  • the three stator supply waves are shifted by 1 20 ° relative to each other, and the control wave is constituted by a square, trapezium or triangle signal chosen according to the control strategy executed by the 10a and the amplitude of which, in time, depends on the value of the control signal in torque and speed of rotation from the corrector 24.
  • the frequency of the carrier modulating signal produced by the PWM pulse width modulation generator 25 is determined by the rotational speed measurement signal 15a produced by the rotational speed sensor 9 of the instrumented bearing 7a mounted in connection with the motor rotor 1 a.
  • the power converter circuit 1 2a here a transistor bridge inverter, which serves as an electrical component of the rotary machine here realized by an electronically commutated motor, receives the three control signals of the windings generated by the 10a and 3 output of voltage or current by converting the continuous electrical energy produced by an electric battery (not shown), providing the primary energy to the slave system.
  • FIG. 3 shows a simplified embodiment of the circuit of FIG. 2 in which the current control loop has been suppressed by suppressing the current sensor 26.
  • the torque reference signal 20b is supplied to the positive input of a single error signal generator 31 whose negative input receives the torque measurement signal 16b of the instrumented bearing 7b.
  • the speed measuring signal 15b produced by the instrumented bearing 7b is supplied to the input of a pulse width modulating circuit 35, operating as described for the circuit 25 of FIG. 1.
  • An output signal of the corrector 32 is applied to the pulse width adjustment input of the pulse width modulation circuit 35.
  • the output of the power converter 12b produces three phases connected to each of the stator windings of the motor 1b phase shifted in a predetermined manner and having the desired voltage profile applied by the power converter 12b.
  • the dynamic performance of the control is affected by the linearity of the torque-current relationship. But as the saturation reduces the coefficient of proportionality between the torque and the current, the gain of the loop is reduced, which reduces the risk of instability for an increase in torque response, which however remains very short.
  • the response time depends only on the speed to generate the measurement signals by the conditioning circuits 8 and 9 of the instrumented bearing 7 and by the current dynamics of the inverter / motor assembly.
  • the dynamic performance of the servo-control scheme of FIG. 3 is improved by intercalating a linearization block between the PID regulator 32 and the PWM pulse width modulation generator 35.
  • the linearization block contains a table of values related to the iron saturation curve of the machine and its geometry.
  • the iron saturation curve of the machine is obtained by tests and measurements, or else by finite element simulation of a ferromagnetic model of the electric machine. A mapping is deduced to establish the table of values related to the iron saturation curve.
  • the table of values related to the iron saturation curve of the machine and its geometry is obtained by an auto-adaptive method which consists in varying the current from a zero value to a maximum value. and to record a sequence of corresponding torque values given by the instrumented bearing 7b once the steady state is reached.
  • the measurement is performed over the entire range of speeds in order to further refine the dynamic response and it is implemented in a control computer of the linearization block interposed between the PID regulator and the PWM generator. when using the vehicle drive motor (s).
  • FIG 4 there is shown another embodiment of a rotary machine control system in which the rotating machine is still a three-phase electric motor.
  • the three-phase electric motor 1c cooperates with a resolver so as to make it possible to detect the electromechanical efficiency of the rotary machine by measuring the part of the active power and the part of the reactive power exchanged with a primary source of energy 51 here constituted by a battery pack.
  • the control circuit 10c includes an input terminal of a torque setpoint 20c.
  • the torque setpoint 20c is supplied to the + input of an error signal generator 41 whose input terminal - receives the torque measurement signal 16c from the instrumented bearing 7c in relation to the rotor shaft electric motor 1 tbsp.
  • the error signal from the generator 41 is supplied to the input of a corrector 42, in particular of the type PI D, the correction signal of which is supplied to the input of a generator 43 with modulation of the width. PWM pulse, at a determined frequency.
  • the motor 1c cooperates with an electromagnetic resolver
  • the resolver 54 is used in a means to maximize the power factor and torque provided by current supplied to the motor.
  • the current and voltage measurements on each of the phases are carried out by suitable means and are shaped by the resolver 54 so as to produce a signal 55 proportional to the relative amplitude between the two phases 52 and 53. on the one hand, and a phase-shift signal 56 between the two phases 52 and 53, or on the inputs of a circuit 64 to produce a control signal of the frequency of the PWM pulse width modulation generator 43, with a frequency determined.
  • An output terminal 55 of the resolver 54 provides the interphase differential power signal at the input of an electrical signal bypass circuit 57 whose output is connected to the numerator input of a drive circuit. Decision 51.
  • An output terminal 56 of the resolver 54 provides the phase signal between voltage and current at the input of an electrical signal bypass circuit 58 whose output is connected to the denominator input of the decision circuit 59.
  • the output of the decision circuit 59 produces a signal proportional to the ratio of the frequency difference to the phase which is supplied to the input of a circuit 60 for determining the sign of the input value.
  • the absolute value of the ratio of amplitude to phase is supplied to an inverter 61 whose output is applied to a amplifier with predetermined gain 62 and the output of which is provided to an integrator circuit 63 making it possible to perform the integration of the amplified signal from the ampli fi er 62.
  • the integrator 63 is connected by the output of the circuit 64 to a first input of an adder 46 of the PWM generator 43 of the control circuit 101c. A second entry of the additor
  • the output of the adder 46 is applied as a phase input of a sine wave generator 47 whose output has a frequency and an instantaneous phase which are determined by the measurement signal 15c of the rotational speed of the the engine provided i by the instrumented bearing rotation speed sensor 7c and by the integral signal from the resolver 54 and produced by the circuit 64, synthesis of optimal control in terms of the electromechanical efficiency of the rotating machine.
  • a second input receives the corrector correction signal 42 of the aforementioned torque control band.
  • the modulation is then used as the control signal of PWM generator 49 in pulse width modulation which produces three control signals with a phase shift corresponding to the static windings of the electronically commutated motor 1c.
  • These control signals of the generator 49 are applied to the control inputs of the control circuit 12c to provide the appropriate power waves to the stator windings of the motor 1c.
  • the two control loops realized on the speed of rotation and the torque are dimensioned so as to avoid any risk of instability due to mutual coupling.
  • the present invention also applies to other rotating machines that do not necessarily transform the energy. ie electricity directly.
  • the invention is adapted to the control of a thermal engine according to any thermodynamic cycle Suitable, such as a cycle Otto, Diesel, Stirling, Rankine, and also to a gas turbine.
  • thermodynamic cycle Suitable such as a cycle Otto, Diesel, Stirling, Rankine, and also to a gas turbine.
  • control parameters are the amount of air, the stoichiometry imposed by the depollution then defining the amount of fuel to be injected.
  • control parameter is the amount of fuel consumed, the air flow being imposed by the engine speed.
  • a rotating machine such as a heat engine mentioned above, must cooperate by its power supply with at least one control member whose control can be achieved electrically by the control circuit provided in the control system of the invention.
  • the rotating machine must comprise a rotor part equipped with a shaft, or an equivalent, and which can rotate on a frame by means of at least one instrumented bearing according to the invention.
  • FIG. 5 shows an embodiment of a control system of the rotary machine in which the rotating machine is constituted by a combustion engine whose intake manifold comprises a throttle valve and whose opening angle can be controlled by an electric motor powered from the vehicle battery via an electric converter which serves as an electrical member for this rotating machine.
  • control system of the invention produces an adjustment of the opening angle of the throttle valve according to the actual torque developed on the engine, torque actual measured instantaneously by the torque sensor associated with the instrumented bearing.
  • the torque setpoint is supplied to an input terminal 20d of the control circuit 1 Od at the first positive input of an error signal generator 70 whose negative input receives the signal 1 6d from the instrumented bearing torque sensor 7d, mounted on the crankshaft in (not shown) of the explosion motor 1 d '.
  • the output of the error signal generator 70 is connected to the input of a PI D (Proportional Integral Differential) controller 71 whose output signal controls the adjustment of the throttle valve equipated with a controller 12d of adjustment.
  • PI D Proportional Integral Differential
  • the throttle valve thus makes it possible to adjust the air flow rate in the heat engine 1 d whose crankshaft is mounted on the bearing 7d of the preferred type for the control device of the invention for measuring its actual torque.
  • FIG. 6 shows another embodiment of the invention in which an application of the control system of the invention adapted for an explosion motor has been described.
  • control circuit has two setpoint inputs 20e1 respectively for a torque setpoint to be delivered by a heat engine 1e ', and a second input 20e2 of a setpoint signal of a quantity of fuel admitted into the explosion engine.
  • the rotating machine 1 e comprises in particular a thermal explosion engine 1 e 'and a rolling instrumented 7th of the kind preferred for the control device of the invention mounted on the crankshaft and the housing of the engine. It receives an energy produced by the fuel tank and whose quantities and flow rates are regulated by a control circuit 12 having an air quantity adjusting member or throttle valve 82, driven by an electric motor for adjusting the throttle gases and an ignition control circuit 83.
  • a first control or servocontrol loop uses the torque measurement signal 16e produced by the torque sensor associated with the instrumented bearing 7e which supplies the negative input terminal of a circuit 80 for calculating control errors. whose positive input receives the torque setpoint signal 20e1.
  • the output of the error calculation circuit 80 is supplied to the input of a PID corrector 81 whose output signal is supplied to an input of a control circuit of the degree of opening of the throttle valve. gases 82.
  • the output of the control circuit 82 produces an electrical control signal for the electrical adjustment members of the rotating machine 1 e.
  • it is an explosion motor 1 e 'equipped with an electric motor (not shown) whose axis is coupled with a gearbox suitable for the throttle control shaft intake (not shown) of the explosion motor 1 e '.
  • a second control or servocontrol loop uses the requested 20e2 fuel quantity request or admitted signal and deduces therefrom the electrical ignition signals transmitted to the ignition plugs of the engine.
  • the second loop comprises a circuit 83 generating electrical spark ignition signals which develops to supply a coil with electrical energy taken from the on-board battery of the vehicle, a sequence of high voltage pulses depending of the speed measuring signal of the crankshaft 15e delivered by the speed measurement sensor 8 associated with the instrumented bearing 7e, mounted on the crankshaft (not shown) of the explosion motor
  • the circuit 83 generating the electrical ignition signals receives on a suitable input a ignition angle parameter which determines the ignition timing of each cylinder in the ignition cycle of the explosion motor 1 e 'with respect to the top dead center TMP spotted on the crankshaft using the bearing 7e.
  • the ignition angle parameter is produced by a calculation circuit of an ignition angle parameter 91.
  • the ignition angle parameter 91 is produced from the reference signal and comprises a differentiator circuit 84 of the amount of fuel admitted 20th 2.
  • a second branch circuit 85 receives the ignition angle previously calculated parameter.
  • the outputs of the two differentiators 84 and 85 are divided on a divider circuit 86, followed by a sign determining circuit 87 followed by an inverter 88 whose output is integrated by an integrator circuit 90 after amplification on an amplifier 89.
  • control system of the invention implements a predetermined control strategy which is recorded as a program in a memory of a microcontroller used to realize the control circuit described hereinbelow.
  • a control strategy generates a control signal on the basis of at least one setpoint signal by means of one or more torque control loops, and / or current and / or speed and / or power measured on the basis of a resolver, torque and speed being measured by means of the instrumented bearing of the invention.
  • the control signal is adapted to the electrical device for adjusting the operation of the rotating machine such as a power converter for an electronically commutated motor or a motorized motor-jet carburetor flap.
  • the strategy consists in adapting the power supplied to the rotating machine or produced by it according to the torque setpoint and if necessary other instructions such as the quantity of fuel.

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Abstract

L'invention concerne un système de commande de machine tournante à roulement instrumenté, produisant un signal de mesure de vitesse et de couple. Sur la base de ces mesures, on réalise un asservissement sur un convertisseur (12) qui commande la machine tournante (1), moteur ou génératrice électrique, moteur à combustion interne ou turbine à gaz.

Description

"Système de commande pour machine tournante à roulement instrumenté"
L'invention concerne un système de commande pour machine tournante à roulement instrumenté.
Dans l'état de la technique, on a déjà produit des systèmes de commande pour des moteurs électriques. Par exemple, dans le document EP-A-1 .298.785, on a décrit un roulement instrumenté pour un moteur à commutation électronique qui comporte un codeur multipolaire circulaire et un capteur fixe qui délivre des signaux digitaux en quadrature sous forme impulsionnelle à un circuit de pilotage par commutation électrique de l'alimentation dudit moteur électrique à roulement instrumenté.
Le circuit de pilotage produit une onde polyphasée dont chaque phase est fournie à un enroulement particulier du moteur à commutation électronique, de sorte qu'il peut être piloté ou contrôlé en vitesse.
Dans le document FR-B-2.830.139, il est décrit un dispositif de commutation électronique commandé par impulsions dans lequel le moteur comporte un codeur multipolaire circulaire associé à la bague tournante d'un roulement, qui prend alors la forme d'un roulement instrumenté. Le codeur comporte une piste multipolaire et un capteur fixe qui détecte le passage des pôles du codeur multipolaire circulaire de façon à produire des signaux de commutation en quadrature pour un circuit de commutation électronique des courants dans les enroulements de phase du moteur.
Dans le document EP-A-1 .408.603, il est décrit un dispositif de pilotage d'un moteur à commutation électronique dans lequel un codeur comporte une piste multipolaire principale et une piste multipolaire, dite "top tour", concentrique et un capteur est fourni pour produire, d'une part, des signaux de commutation en quadrature et, d'autre part, un troisième signal de commutation, dit "top tour". Les signaux issus du capteur sont transmis à un circuit de commande ou de commutation des courants dans les enroulements de façon à produire une alimentation convenable du moteur à commutation électronique auquel le codeur est associé.
Dans le document EP-A-1 .404.016, il est décrit un dispositif de pilotage d'un moteur à commutation électronique dans lequel on évite de recourir à un deuxième capteur de type résolveur après la mesure à l'aide d'un codeur incrémental . Or, un capteur de type résolveur présenterait un encombrement rendant l'intégration mécanique dans une machine électrique difficile.
Pour résoudre ce problème, le document EP-A-1 .404.016 enseigne à utiliser à la fois un seul codeur avec une piste multipolaire principale et une piste multipolaire, dite "top tour", sur le codeur incrémental disposé en relation avec le rotor du moteur, de sorte que les secteurs de la piste du "top tour" comportent une pluralité de singularités réparties angulairement.
Un capteur fixe disposé en regard du codeur incrémental produit, d'une part, une pluralité de signaux en quadrature et, d'autre part, une pluralité de signaux liés aux singularités du codeur du "top tour".
Dans le document EP-A-1 .298.785, on a décrit un dispositif de commande d'un moteur à commutation électronique avec un codeur tournant à deux pistes et un capteur fixe fournissant deux signaux en quadrature et un signal à chaque tour du codeur. Le codeur est un disque qui est fixé à une partie tournante du roulement interposé entre l'arbre du rotor et le carter du moteur.
Un circuit de commande élabore des signaux de commutation d'un circuit de pilotage par commutation de l'alimentation du moteur électrique à partir de deux consignes en courant appliqués aux signaux en quadrature et au signal à chaque tour.
Le circuit de commutation est asservi alors à la détection de ces différents signaux. L'état de la technique, ainsi qu'il est représenté par les quatre documents précités, enseigne bien à utiliser un capteur de la vitesse de rotation d'un moteur à commutation électrique de manière à réaliser un pilotage du moteur à commutation électronique, un codeur étant fixé à une partie tournante d'un roulement d'une manière compacte puisque le capteur de mesure du paramètre de commande est intégré à la partie fixe du roulement.
En particulier, il existe des génératrices électriques qui sont des machines électriques très semblables aux moteurs à commutation électronique de l'état de la technique précité.
De plus, il existe aussi d'autres machines tournantes qui convertissent une énergie primaire en une énergie mécanique, comme des moteurs à combustion interne, et dont le fonctionnement est piloté par des organes électriques.
Il est nécessaire de connaître à la fois une vitesse stable et le couple développé par la machine tournante de façon à réaliser un asservissement correct sur un couple de consigne.
Un roulement instrumenté pour machine tournante convenable pour fournir ces deux informations comporte un corps de roulement sur la périphérie duquel est montée au moins une jauge de contrainte pour détecter le passage d'éléments intercalaires, comme des billes ou des rouleaux du corps de roulement, sur au moins un chemin de roulement, ainsi que des circuits de traitement des signaux produits par ladite au moins une jauge de contrainte pour en déduire un signal représentatif du couple et/ou un signal représentatif de la vitesse de rotation du roulement instrumenté.
Selon les modèles :
• le roulement instrumenté comprend une plural ité de jauges de contraintes solidarisées en des positions angulairement réparties sur le corps du roulement. • le roulement instrumenté comporte un circu it pour générer un signal représentatif du couple exercé sur une partie tournante du roulement instrumenté.
• le circu it pour générer un signal représentatif du couple coopère avec un circu it de cond itionnement, un circuit de filtrage du signal conditionné produisant un signal filtré et/ou un circuit générateur d'un signal représentatif du couple selon une relation de la forme : C = f(X).
• les circu its de traitement des signaux produ its par lad ite au moins une jauge de contrainte pour en dédu ire un signal représentatif du couple et/ou un signal représentatif de la vitesse de rotation du roulement instrumenté comportent un moyen pour déterm iner la fréquence des signaux recueill is par le roulement pour en déduire la vitesse de rotation de l'arbre et accessoirement sa position .
Le roulement instrumenté comprend des jauges de contrainte qu i mesurent les efforts latéraux subis par le roulement. On effectue alors des calculs pour en déduire le couple subi par le roulement.
L'invention concerne un système de commande de machine tournante comportant un organe électrique servant à régler son fonctionnement comportant des bornes de commande connectées aux sorties d'un circuit de pilotage dont au moins une entrée reçoit des signaux de détection produit par au moins un roulement instrumenté monté sur l'arbre rotorique d'une machine tournante.
Le circuit de pilotage comporte des moyens pour convertir les données de lecture des capteurs du roulement instrumenté en une information de commande dél ivrée selon une stratégie de commande déterminée aux bornes de commande de l'organe électrique de réglage de la mach ine tournante, comme un moteur ou une génératrice, une turbine ou une pompe ou un moteur à explosions.
Selon d'autres caractéristiques : • la mach ine tournante est commandée sur une consigne de couple au moyen d'une boucle d'asservissement en couple comprenant un circu it de calcul d'erreur d'asservissement recevant ladite consigne en couple et led it signal de mesure de couple du roulement instrumenté et dont la sortie est connectée à un circuit de correction basé sur un contrôle Proportionnel , un contrôle Proportionnel et Intégral , ou un contrôle Proportionnel , Intégral et Différentiel , pour piloter le taux de modulation d'un générateur de signal de commande en largeur d'impulsions connecté à l'entrée de commande dud it organe électrique de réglage de la mach ine tournante comme un convertisseur de puissance pour Moteur à Commutation électronique.
• Le système comporte aussi une boucle d'asservissement en vitesse sur la base d'un signal de mesure de la vitesse de rotation issu du roulement instrumenté pour régler la fréquence de l'onde pilote du générateur de signal de commande en largeur d'impulsions.
• Le système comporte aussi un capteur de courant pour réal iser une boucle supplémentaire de contrôle en courant de l'organe de réglage.
• Le système comporte aussi un résolveur pour optimiser le rendement sur l'organe électrique de réglage et qu i comporte un circu it pour produ ire un signal de commande de la fréquence du générateur de signal de commande en largeur d'impulsions au moyen d'un add itionneur le signal de commande étant obtenu par intégration d'un signal proportionnel au rapport de l'ampl itude différentielle à la phase d ifférentielle produits par le résolveur.
• La mach ine tournante étant un moteur à explosions doté d'un carburateur à volet d'admission motorisé, Le système produ it un réglage de l'angle d'ouverture du papillon des gaz en fonction du couple réel mesuré par le roulement instrumenté sur la base d'une consigne de couple et d'une boucle d'asservissement en couple.
• Le système comporte aussi éventuellement une boucle d'asservissement en vitesse de rotation et/ou une boucle de commande sur une quantité de carburant comportant un circu it de calcul d'un paramètre d'angle d'allumage, led it signal de vitesse et/ou ledit signal d'angle d'allumage étant appl iqué.
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la lecture de la description détaillée qu i su it, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés parmi lesquels :
la figure 1 est un schéma bloc d'un mode de réal isation du système de l'invention ;
- les figures 2 à 4 sont des schémas bloc illustrant des stratégies de commande dans le mode de réal isation du système de la figure 1 ;
les figures 5 et 6 sont des schémas bloc illustrant des stratégies de commande dans un autre mode de réal isation du système de l'invention ; et
les figures 6A et 6B sont respectivement, la figure 6A, un schéma de principe d'un roulement instrumenté util isé dans l'invention, et la figure 6B, un schéma des circu its de traitement des signaux des parties du roulement instrumenté destiné à produ ire les signaux de couple et de vitesse de rotation .
A la figure 6A, on a représenté de façon schématique un roulement instrumenté util isé dans un mode préféré de réal isation de la présente invention .
Le roulement instrumenté 100 est monté sur un arbre de rotation comme l'arbre rotorique 1 01 d'une machine tournante non représentée. Le roulement instrumenté 100 est composé essentiellement par un roulement de type classique comportant une partie tournante 1 02 sol idarisée par un moyen de sol idarisation 1 07 à l'arbre de rotation 101 et une partie fixe 103 destinée à être montée sur le bâti ou sur le stator de la mach ine tournante non représentée.
La machine tournante est sol idarisée de la partie fixe du roulement instrumenté par des moyens de sol idarisation 1 10 et 1 1 1 d isposés sur toute la périphérie du roulement instrumenté.
Entre la partie tournante 102 et la partie fixe 103 du roulement proprement d it sont disposés des éléments intermédiaires de roulement comme des billes, des rouleaux, ou des aiguilles, ainsi qu'il est connu qui roulent avec un frottement réduit sur des chemins de roulement 106 sur la partie tournante 1 02 et 1 05 sur la partie fixe 103 du roulement instrumenté 100.
Dans cet état de la description, le roulement instrumenté de l'invention est strictement identique à un roulement de n'importe quel genre de l'état de la techn ique.
Selon l'invention , au l ieu de disposer sur l'arbre rotorique 1 01 ou en relation avec la partie tournante 1 02 du roulement instrumenté, un codeur optique sous forme d'un d isque qui lu i est sol idaire, on dispose sur la périphérie du roulement instrumenté de l'invention 100 une plural ité de capteurs, préférentiellement de jauges de contrainte 108 et 109 qui sont sol idaires de parties convenables du roulement instrumenté.
Par un couplage convenable, obtenu par exemple par collage de chaque jauge de contrainte en des points convenablement choisis du roulement instrumenté, il est possible de détecter le passage d'au moins certains des éléments intermédiaires comme les billes 1 04 et d'en déduire ainsi une information de couple, puis, par dérivation , c'est-à-d ire par mesure de la fréquence de phénomènes périod iques, un circu it de traitement convenable du signal de détection des jauges permet d'en déduire une information représentative de la vitesse de rotation du roulement instrumenté, et donc de la machine tournante sur laquelle il est installé.
On se reporte maintenant à la figure 6B dans laquelle les signaux de détection des jauges de contrainte 108 et 109, soient
Ai et Aj, sont fournis aux entrées d'un circuit de traitement de signaux pour élaborer les signaux de mesure de couple et/ou de vitesse de rotation 125.
A cet effet, les signaux de détection des capteurs comme les jauges de contrainte Ai et Aj sont traités par un circuit de conditionnement 121 destiné à normaliser et/ou à amplifier les signaux détectés, d'une part, et à les reclasser en relation de phase les uns avec les autres.
Le vecteur des signaux de détection reconditionnés produit par le circuit de conditionnement 121 est transmis à l'entrée d'un circuit de filtrage 122 qui permet d'éviter des détections de phénomènes parasites en utilisant un filtrage adapté que l'Homme du Métier saura déterminer.
Le vecteur de détection filtré X issu du filtre 122 est appliqué à un circuit générateur 123 d'un signal représentatif du couple appliqué sur la partie tournante 102 de roulement instrument par rapport à sa partie fixe 103.
A cette fin, les valeurs d'amplitude relatives des signaux Ai et Aj de la pluralité de jauges de contrainte 108 et 109 sont rapprochées selon une relation déterminée C = f(X), de façon à produire un signal représentatif du couple produit par la machine tournante sur son arbre 101 quand le roulement instrumenté de l'invention est solidarisé de l'arbre rotorique, ou de toute autre partie tournante de la machine tournante.
Lorsque le d ispositif de commande de l'invention qui util ise le roulement instrumenté préféré nécessite un contrôle supplémentaire en plus du signal de couple sur un signal de vitesse de rotation, le signal représentatif de la vitesse de rotation de l'arbre de rotation 1 01 est déterminé par dérivation , c'est-à-d ire par mesure de la fréquence d'un phénomène périod ique sur la grandeur représentative du couple produ ite à partir du circuit 1 23.
A cet effet, le circu it de l'invention comporte aussi un circu it de dérivation et de mesure de fréquence 1 24 qu i produ it un signal représentatif de la vitesse de rotation N de l'arbre de rotation par rapport à la partie fixe 1 03 du roulement instrumenté.
Ainsi qu'il ressort de la présente description , le fait de d isposer les jauges de contrainte directement sur les parties convenables du roulement instrumenté assure que les efforts subits par le roulement instrumenté sont intégralement pris en compte pour la mesure du signal représentatif du couple et pour le signal représentatif de la vitesse.
Par ailleurs, le circu it de l'invention associé au roulement instrumenté permet de produ ire prioritairement un signal de couple et optionnellement un signal de vitesse de rotation à destination d'un d ispositif de commande qui va maintenant être décrit.
A la figure 1 , on a représenté un premier mode de réal isation de l'invention dans lequel la mach ine tournante est une machine électrique à enroulements, comme un moteur à commutation électron ique, dans laquelle le rotor 4 est réalisé en un matériau magnétique et le stator 2 porte plusieurs enroulements 3 décalés angulairement, et al imentés avec des phases convenables à travers un convertisseur de pu issance 1 2 piloté par le circu it de pilotage 10 de l'asservissement de l'invention .
Selon l'invention , un roulement instrumenté 7 est monté sur l'arbre de rotation 5 du moteur 1 . Un deuxième roulement 6 qui peut être identique ou sans instrumentation est prévu de l'autre côté du rotor 4. Le signal de mesure, élaboré par le roulement instrumenté
7, est retourné à un circuit de pilotage 1 0 qui reçoit, d'une part, une consigne et, d'autre part, led it signal de mesure pour en former un signal de d ifférence ou d'erreur 1 1 pour commander le convertisseur 1 2.
Le même schéma est aussi applicable au cas d'autres mach ines tournantes dans lequel le capteur de couple est monté en relation avec l'arbre de la machine tournante et la mach ine tournante étant elle-même commandée à l'aide d'un organe électrique quelconque.
Dans le cadre de l'invention , une telle machine tournante pourra être un moteur à explosions pour entraîner un véh icule.
Dans l'état de la technique, ainsi qu'on l'a précédemment rappelé, il est connu de réal iser des pal iers instrumentés qu i sont d isposés à la jonction entre le bâti de la machine tournante et l'arbre de rotation de la machine tournante.
Un tel pal ier comporte un chemin de roulement sur lequel des billes circulent entre une partie rotorique montée sur l'arbre et la surface de la piste du roulement.
Selon l'invention, le roulement instrumenté comporte des jauges de contrainte angulairement réparties autour du corps du roulement et en relation mécanique avec la piste, ou chemin de roulement.
Ces jauges de contrainte sont capables de fournir des ind ications sur la vitesse de rotation par les singularités produites sur chaque jauge de contrainte par le passage d'une bille ou d'un rouleau du roulement instrumenté.
Les jauges de contrainte sont enfin capables de produire un signal proportionnel à l'effort de contrainte détecté sur une période déterm inée par la jauge de contrainte et, à l'aide d'un circuit de calcul , de produire un signal de mesure du couple exercé par l'arbre de rotation . Par rapport à la solution antérieure qui consiste à ajouter un capteur de couple en le connectant à l'arbre de rotation, le roulement instrumenté du genre préféré pour le dispositif de commande de l'invention étant disposé au plus près de la machine tournante commandée par le circuit d'asservissement qui sera décrit plus loin, il est ainsi possible de limiter les effets négatifs des jeux et des retards mécaniques introduits dans un tel montage.
En particulier, le roulement instrumenté du genre préféré pour le dispositif de commande de l'invention rend ainsi possible de réaliser un contrôle en couple d'une machine tournante qu'il équipe sans avoir besoin de restituer par estimation l'information de couple en utilisant, dans le cas d'un moteur à commutation électronique, ou une génératrice du même genre, en mesurant le courant et la tension dans au moins un bobinage de référence ainsi qu'il est connu .
En effet, dans un domaine de fonctionnement linéaire d'une telle machine électrique, on sait que le couple est une fonction déterminée du courant et de la tension traversant au moins un enroulement de la machine électrique. Cette solution n'est pas applicable à des machines tournantes comme un moteur à explosions
Mais, même dans le cas d'une machine électrique, une telle mesure par estimation est entachée d'imprécisions et surtout de parasites.
Elle peut également diverger au cours du fonctionnement de la machine, notamment à cause de la variation de température introduite par le fonctionnement.
De plus, lorsque la machine ne fonctionne plus dans un domaine linéaire, la fonction d'estimation devient incapable ou insuffisante à réaliser une relation entre courant et tension, d'une part, et couple, d'autre part. L'estimation électrique du couple devient impossible. Par ailleurs, le roulement instrumenté par des jauges de contrainte susceptibles de produire un signal de mesure de couple et/ou de vitesse de rotation permet de produire une information fiable, robuste et libre de parasites.
Les signaux électriques de mesure des jauges de contrainte du roulement instrumenté 7 du genre préféré pour le dispositif de commande de l'invention sont élaborés par un premier circuit de traitement de signaux 8 pour produire un signal de mesure de couple 15 et, le cas échéant, par un second circuit de traitement de signaux 9 pour produire un signal de mesure de la vitesse de rotation 16.
Les signaux de mesure de la vitesse de rotation 16 et du couple 15 sont fournis en entrée d'un circuit de pilotage 10 qui reçoit par ailleurs un signal de consigne 20.
Le signal de consigne 20 est produit par un système de gestion ou de commande (non représenté) de la charge mécanique (non représentée) qui est couplée mécaniquement à l'arbre de rotation 5 du moteur 1 .
Cette charge peut être un accessoire d'automobile comme un lève-vitre ou encore une roue motrice pour un véhicule à propulsion électrique ou encore un mécanisme de braquage dans une direction assistée électrique.
Le circuit de pilotage 10 produit à ses bornes de sortie 17- 19 des signaux de commande d'un dispositif ou organe de commande électrique 12 qui est alimenté en énergie électrique par une source électrique 13.
Dans l'application à un moteur à commutation électronique, la source en énergie est une source à courant continue comme une batterie électrique de véhicule et le circuit de conversion de puissance 12 produit à sa sortie plusieurs signaux de commande de phase statorique par un câble d'alimentation du moteur électrique 14. Le circu it de pilotage 10 met en œuvre une stratég ie déterm inée de commande qui déterm ine les paramètres d'al imentation du moteur électrique 1 en réglant le circuit convertisseur de puissance 1 2 en choisissant notamment la fréquence, la forme d'onde, l'intensité et la tension de chacune des phases de l'onde de pu issance dél ivrée à la sortie du circu it 12.
Si la machine tournante n'est pas un moteur électrique, mais par exemple une turbine à gaz ou hydraul ique, ou une génératrice électrique, ou encore un moteur à explosions, il faut que la mach ine tournante possède un organe électrique ag issant sur son fonctionnement, c'est-à-d ire sur le couple dél ivré et/ou sur sa vitesse de rotation pour que la ou les boucles de contrôle sur la base du roulement instrumenté associé à son arbre de rotation soit refermée ou soient refermées sur la commande dud it organe électrique par le moyen du système de commande de l'invention .
A la figure 2, on a représenté un mode de réal isation d'un circu it de pilotage adapté au système de commande du mode de réal isation de la figure 1 .
Dans la su ite des figures, les éléments semblables à ceux de la figure 1 portent le même numéro de référence, su ivi d'une lettre m inuscule, pour particulariser au mode de réal isation en cours de description .
A la figure 2, le signal de consigne 20a est un signal de consigne de couple à fournir à l'aide du moteur 1 a . Le signal de consigne 20a est fourn i à l'entrée + d'un générateur de signal d'erreur 21 dont la borne d'entrée - reçoit un signal de mesure de couple 16a fourni par le roulement instrumenté 7a monté sur le moteur 1 a à commutation électronique.
Le signal d'erreur généré est constitué par l'écart instantané entre la consigne 20a et le couple 16a. Le signal d'erreur généré est fourni à l'entrée d'un régulateur PI D 22 (Proportionnel Intégral Différentiel) qui réal ise la synthèse d'un signal de commande en couple pour le moteur 1 a.
Ainsi qu'il est connu , le régulateur PI D 22 réal ise la synthèse d'un signal de correction de l'asservissement en exécutant en parallèle une correction proportionnelle P du signal d'erreur, une correction intégrale I du signal d'erreur et une correction dérivée D du signal d'erreur. Les trois corrections sont alors ajoutées et leur somme instantanée est le signal de sortie du correcteur PI D complet.
Dans des variantes de réal isation , le régulateur ou correcteur PID peut être rédu it à un correcteur proportionnel et intégral , à un correcteur proportionnel et dérivé, ou encore à un correcteur proportionnel dérivé et intégral , su ivant le niveau de performance désiré.
La boucle d'asservissement en couple est complétée par une seconde boucle fermée intérieure, commandant et/ou contrôlant le courant d'armature du moteur 1 a .
A cet effet, un second générateur de signal d'erreur 23 reçoit, sur son entrée positive, le signal de correction de la commande en couple du correcteur 22, ainsi que sur son entrée négative un signal 29 de mesure de courant I , produ it par un capteur de courant 26, connecté à l'une des phases 27 du stator du moteur à commutation électronique 1 a .
Le signal d'erreur produit par le générateur de signal d'erreur 23 est fourni à son tour à un second correcteur PI D 24 qui exécute la synthèse d'un signal de correction de la commande d'asservissement en couple et en courant, ainsi qu'il est connu .
Dans des variantes, il est aussi prévu de remplacer le correcteur PI D 23 par un correcteur proportionnel et intégral , ou par un correcteur proportionnel et dérivé, ou encore par un correcteur dérivé et intégral selon le n iveau de performance désiré. Le signal de commande en couple et en vitesse de rotation est connecté à l'entrée de commande d'un circuit de modulation en largeur d'impulsions (PWM) 25 qui produit trois signaux de commande de phase 1 7, 18 et 19 selon la stratég ie de commande exécutée par le circu it de pilotage 1 0a et déterm inée selon la géométrie des enroulements statoriques, dans le cas d'un stator triphasé.
Préférentiellement, les trois ondes d'al imentation du stator sont déphasées de 1 20° les unes par rapport aux autres, et l'onde de commande est constituée par un signal carré, trapèze ou triangle choisi selon la stratég ie de pilotage exécutée par le circu it de pilotage 1 0a et dont l 'ampl itude, dans le temps, dépend de la valeur du signal de commande en couple et en vitesse de rotation issu du correcteur 24.
La fréquence du signal modulant la porteuse produite par le générateur 25 à modulation en largeur d'impulsions PWM est déterm inée par le signal de mesure 15a de vitesse de rotation produit par le capteur 9 de vitesse de rotation du roulement instrumenté 7a monté en relation avec le rotor du moteur 1 a.
Enfin , le circu it convertisseur de puissance 1 2a, ici un onduleur à pont de transistors, qui sert d'organe électrique de la machine tournante ici réal isée par un moteur à commutation électronique, reçoit les trois signaux de commande des enroulements générés par le circu it de pilotage 1 0a et produ it en sortie trois ondes de tension ou de courant en convertissant l'énergie électrique continue produ ite par une batterie électrique (non représentée), fournissant l'énergie primaire au système asservi .
A la figure 3, on a représenté un mode de réal isation simpl ifié du circu it de la figure 2 dans lequel on a supprimé la boucle intérieure de contrôle en courant en supprimant le capteur de courant 26. Dans ce mode de réalisation, le signal de consigne en couple 20b est fourni à l'entrée positive d'un unique générateur de signal d'erreur 31 dont l'entrée négative reçoit le signal de mesure de couple 16b du roulement instrumenté 7b.
Le signal de mesure de vitesse 15b produit par le roulement instrumenté 7b, est fourni à l'entrée d'un circuit de modulation en largeur d'impulsions 35, fonctionnant de la manière décrite pour le circuit 25 de la figure 1 . Un signal de sortie du correcteur 32 est appliqué à l'entrée de réglage de la largeur d'impulsions du circuit de modulation en largeur d'impulsions 35.
De plus, la sortie du convertisseur de puissance 12b produit trois phases connectées à chacun des enroulements statoriques du moteur 1 b déphasées de manière déterminée et présentant le profil de tension désiré appliqué par le convertisseur de puissance 12b.
La performance dynamique de la commande est affectée par la linéarité de la relation couple à courant. Mais comme la saturation réduit le coefficient de proportionnalité entre le couple et le courant, le gain de la boucle est donc réduit, ce qui réduit le risque d'instabilité pour une augmentation de réponse du couple qui reste cependant très court.
En effet, le temps de réponse ne dépend que de la vitesse pour générer les signaux de mesure par les circuits de conditionnement 8 et 9 du roulement instrumenté 7 et par la dynamique en courant de l'ensemble onduleur/moteur.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, on améliore la performance dynamique du schéma d'asservissement de la figure 3 en intercalant un bloc de linéarisation entre le régulateur PID 32 et le générateur 35 en modulation de largeur d'impulsions PWM. Dans ce mode de réalisation, le bloc de linéarisation contient une table de valeurs liées à la courbe de saturation du fer de la machine et à sa géométrie. Dans un mode de réalisation, la courbe de saturation du fer de la machine est obtenue par essais et mesures, ou encore par simulation par éléments finis d'un modèle ferromagnétique de la machine électrique. On en déduit une cartographie pour établir la table des valeurs liées à la courbe de saturation du fer.
Dans un autre mode de réalisation, la table de valeurs liées à la courbe de saturation du fer de la machine et de sa géométrie est obtenue par une méthode auto-adaptative qui consiste à faire varier le courant d'une valeur nulle à une valeur maximum et à enregistrer une séquence de valeurs de couple correspondante donnée par le roulement instrumenté 7b une fois le régime permanent atteint.
Dans un tel mode de réalisation, la mesure est effectuée sur toute la gamme des vitesses afin d'affiner encore la réponse dynamique et elle est mise en œuvre dans un calculateur de contrôle du bloc de linéarisation interposé entre le régulateur PID et le générateur PWM 35 lors de l'utilisation du ou des moteurs d'entraînement du véhicule.
A la figure 4, on a représenté un autre mode de réalisation d'un système de commande de machine tournante dans lequel la machine tournante est encore un moteur électrique triphasé.
Le moteur électrique triphasé 1 c coopère avec un résolveur de manière à permettre de détecter le rendement électromécanique de la machine tournante en mesurant la part de la puissance active et la part de la puissance réactive échangée avec une source primaire d'énergie 51 ici constituée par une batterie d'alimentation.
Le circuit de pilotage 10c comporte une borne d'entrée d'une consigne de couple 20c.
La consigne de couple 20c est fourn ie à l'entrée + d'un générateur de signal d'erreur 41 dont la borne d'entrée - reçoit le signal de mesure de couple 16c issu du roulement instrumenté 7c en relation avec l'arbre rotorique du moteur électrique 1 c. Le signal d'erreur issu du générateur 41 est fourn i à l'entrée d'un correcteur 42, notamment du type PI D, dont le signal de correction est fourn i à l'entrée d'un générateur 43 en modulation de largeur d'impulsion PWM, à fréquence déterminée.
Le moteur 1 c coopère avec un résolveur électromagnétique
54 dont deux bornes d'entrée sont respectivement connectées par un connecteur 52 à une prem ière phase d'al imentation du moteur électrique 1 c et par une seconde connexion 53 à une seconde phase d'al imentation du moteur électrique 1 c. Le résolveur 54 est util isé dans un moyen pour maximiser le facteur de puissance et le couple fourn i par un ité de courant fourni au moteur.
Les mesures de courant et de tension sur chacune des phases sont effectuées par des moyens convenables et m is en forme par le résolveur 54 de man ière à produ ire un signal 55 proportionnel à l'ampl itude relative entre les deux phases 52 et 53, d'une part, et un signal 56 de déphasage entre les deux phases 52 et 53fou is aux entrées d'un circu it 64 pour produire un signal de commande de la fréquence du générateur 43 en modulation de largeur d'impulsion PWM, à fréquence déterminée.
Une borne de sortie 55 du résolveur 54 fourn it le signal d'ampl itude d ifférentielle interphase à l'entrée d'un circuit 57 de dérivation de signal électrique dont la sortie est connectée à l'entrée de numérateur d'un circu it de d ivision 51 .
Une borne de sortie 56 du résolveur 54 fourn it le signal de phase entre tension et courant à l'entrée d'un circuit 58 de dérivation de signal électrique dont la sortie est connectée à l'entrée de dénominateur du circuit de d ivision 59.
La sortie du circuit de d ivision 59 produit un signal proportionnel au rapport de l'ampl itude d ifférentielle à la phase qui est fourni à l'entrée d'un circu it 60 destiné à déterminer le signe de la valeur d'entrée.
La valeur absolue du rapport de l'ampl itude à la phase est fournie à un inverseur 61 dont la sortie est appl iquée à un ampl ificateur à gain prédéterm iné 62 et dont la sortie est fourn ie à un circuit intégrateur 63 permettant de réal iser l'intégration du signal ampl ifié issu de l'ampl ificateur 62.
L'intégrateur 63 est connecté par la sortie du circuit 64 à une première entrée d'un additionneur 46 du générateur PWM 43 du circu it de pilotage 1 0c. Une seconde entrée de l'add itionneur
46 est connectée à la sortie d'un oscillateur produ isant un angle de phase correspondant à la fréquence de rotation du moteur. Cet angle est util isé pour calculer la valeur instantanée de l'onde de tension à appl iquer aux enroulements du moteur.
La sortie de l'additionneur 46 est appl iquée comme entrée de phase d'un générateur d'une onde sinusoïdale 47 dont la sortie présente une fréquence et une phase instantanée qu i sont déterminées par le signal de mesure 15c de la vitesse de rotation du moteur fourn i par le capteur de vitesse de rotation du roulement instrumenté 7c et par le signal intégral issu du résolveur 54 et produit par le circu it 64, de synthèse d'une commande optimale sur le plan du rendement électromécanique de la mach ine tournante.
L'onde sinusoïdale issue du circu it générateur d'onde sinus
47 est fournie à une prem ière entrée d'un second multiplicateur
48 dont une seconde entrée reçoit le signal de correction du correcteur 42 de la bande d'asservissement en couple précité.
La modulation est alors util isée comme signal de commande d'un générateur PWM 49 en modulation de largeur d'impulsion qui produit trois signaux de commande avec un déphasage correspondant aux enroulements statiques du moteur à commutation électronique 1 c. Ces signaux de commande du générateur 49 sont appl iqués aux entrées de commande du circuit de pilotage 12c pour fourn ir les ondes de pu issance convenables aux enroulements statoriques du moteur 1 c. Les deux boucles de commande réal isées sur la vitesse de rotation et le couple sont dimensionnées de manière à éviter tout risque d'instabil ité dû à un couplage mutuel .
Les avantages du système de commande de l'invention quand il est appl iqué à un moteur électrique ou à une génératrice, sont les su ivants :
- compacité sur la base de l'util isation du roulement instrumenté par des jauges de contraintes produ isant à la fois une mesure de couple et une mesure de vitesse de rotation ;
- une dynam ique de fonctionnement sur une bande passante très large grâce à la mesure d irecte du couple qui est la grandeur d'asservissement elle-même ;
- une très bonne précision de la commande en couple puisque le couple est mesuré directement en sortie de la machine ;
- une commande optimale simpl ifiée de sorte qu'il est possible de commander directement les produ its associés à une telle machine électrique sur la base du couple, de la pu issance réactive, de la puissance active pu isqu'elles sont toutes les deux d irectement mesurées en sortie de la mach ine tournante. On évite ainsi les inconvén ients de la commande vectorielle d irecte et aussi de la commande vectorielle indirecte qu i sont essentiellement les dérives dues à la température, au vieill issement et à d'autres paramètres de fonctionnement de la mach ine ;
- la simplicité due à la commande directe du couple.
En plus de s'appl iquer à une machine électrique comme un moteur ou une génératrice, ainsi qu'il a été représenté ci-dessus, la présente invention s'applique aussi à d'autres mach ines tournantes ne transformant pas forcément l'énerg ie électrique d irectement.
Particul ièrement, l'invention est adaptée à la commande d'un moteur therm ique selon tout cycle thermodynamique convenable, comme un cycle Otto, Diesel, Stirling, Rankine, et aussi à une turbine à gaz.
L'Homme du Métier adaptera les paramètres de commande à utiliser pour chaque type de cycle ou de machine tournante.
Particulièrement, dans le cas d'un moteur à cycle Otto, les paramètres de commande sont la quantité d'air, la stoechiométrie imposée par la dépollution définissant alors la quantité de carburant à injecter.
Pour une turbine à gaz, ou un autre cycle thermodyna- mique, le paramètre de commande est la quantité de carburant consommé, le débit d'air étant imposé par le régime du moteur.
Afin de mettre en œuvre le système de commande de l'invention, une machine tournante comme un moteur thermique précité, doit coopérer par son alimentation en énergie avec au moins un organe de réglage dont la commande peut être réalisée électriquement par le circuit de pilotage prévu dans le système de commande de l'invention .
Par ailleurs, la machine tournante doit comporter une partie rotorique dotée d'un arbre, ou d'un équivalent, et qui peut tourner sur un bâti au moyen d'au moins un roulement instrumenté selon l'invention .
A la figure 5, on a représenté un mode de réalisation d'un système de commande de la machine tournante dans lequel la machine tournante est constituée par un moteur thermique à explosion dont le collecteur d'admission comporte un papillon des gaz et dont l'angle d'ouverture peut être commandé par un moteur électrique alimenté depuis la batterie du véhicule par l'intermédiaire d'un convertisseur électrique qui sert d'organe électrique pour cette machine tournante.
De cette man ière, le système de commande l'invention produit un réglage de l'angle d'ouverture du papillon des gaz en fonction du couple réel développé sur le moteur thermique, couple réel mesuré de man ière instantanée par le capteur de couple associé au roulement instrumenté.
A la figure 5, la consigne de couple est fourn ie sur une borne d'entrée 2Od du circuit de pilotage 1 Od , à la première entrée positive d'un générateur de signal d'erreurs 70 dont l'entrée négative reçoit le signal 1 6d issu du capteur de couple du roulement instrumenté 7d , monté sur le vilebrequ in (non représenté) du moteur à explosions 1 d'.
La sortie du générateur de signal d'erreurs 70 est connectée à l'entrée d'un correcteur PI D (Proportionnel Intégral Différentiel) 71 dont le signal de sortie commande le réglage du papillon des gaz équ ipé d'un contrôleur 12d de réglage.
Le papillon des gaz permet ainsi de régler le débit d'air dans le moteur thermique 1 d dont le vilebrequ in est monté sur le roulement 7d du genre préféré pour le d ispositif de commande de l'invention pour mesure de son couple réel .
A la figure 6, on a représenté un autre mode de réal isation de l'invention dans lequel on a décrit une appl ication du système de commande de l'invention adapté pour un moteur à explosions.
A la figure 6, le circuit de commande présente deux entrées de consigne respectivement 20e1 pour une consigne de couple à dél ivrer par un moteur thermique 1 e' , ainsi qu'une seconde entrée 20e2 d'un signal de consigne d'une quantité de carburant admis dans le moteur à explosions.
La mach ine tournante 1 e comporte notamment un moteur therm ique à explosions 1 e' et un roulement instrumenté 7e du genre préféré pour le dispositif de commande de l'invention monté sur le vilebrequin et la carter du moteur thermique. Elle reçoit une énergie produite par le réservoir de carburant et dont les quantités et débits sont réglés par un circuit de pilotage 12e comportant un organe de réglage de la quantité d'air ou papillon des gaz 82, entraîné par un moteur électrique de réglage du papillon des gaz, ainsi qu'un circu it de commande d'allumage 83. Une première boucle de contrôle ou d'asservissement utilise le signal de mesure de couple 16e produit par le capteur de couple associé au roulement instrumenté 7e qui fournit à la borne d'entrée négative d'un circuit 80 de calcul d'erreurs d'asservissement dont l'entrée positive reçoit le signal 20e1 de consigne de couple.
La sortie du circuit de calcul d'erreur 80 est fournie à l'entrée d'un correcteur PID (Proportionnel Intégral Différentiel) 81 dont le signal de sortie est fourni à une entrée d'un circuit de commande du degré d'ouverture du papillon des gaz 82.
La sortie du circuit de commande 82 produit un signal électrique de commande pour les organes de réglage électrique de la machine tournante 1 e. Dans l'exemple de la figure 6, il s'agit d'un moteur à explosions 1 e' équipé d'un moteur électrique (non représenté) dont l'axe est couplé avec un réducteur convenable à l'axe de commande du papillon d'admission (non représenté) du moteur à explosions 1 e'.
Une seconde boucle de contrôle ou d'asservissement utilise le signal de consigne 20e2 de quantité de carburant demandé ou admis et en déduit les signaux électriques d'allumage transmis aux bougies d'allumage du moteur thermique
1 e' .
A cette fin, la seconde boucle comporte un circuit 83 générateur des signaux électriques d'allumage des bougies qui élabore pour alimenter une bobine avec de l'énergie électrique prélevée sur la batterie embarquée du véhicule, une séquence d'impulsions de haute tension en fonction du signal de mesure de la vitesse du vilebrequin 15e délivré par le capteur de mesure de la vitesse de rotation 8 associé au roulement instrumenté 7e, monté sur le vilebrequin (non représenté) du moteur à explosions
1 e' .
Par ailleurs, le circuit 83 générateur des signaux électriques d'allumage reçoit sur une entrée convenable un paramètre d'angle d'allumage qui détermine l'instant d'allumage de chaque cylindre dans le cycle d'allumage du moteur à explosions 1 e' par rapport au point mort haut PMH repéré sur le vilebrequin à l'aide du roulement 7e.
Le paramètre d'angle d'allumage est produit par un circuit de calcul d'un paramètre d'angle d'allumage 91 .
Le paramètre d'angle d'allumage 91 est produit à partir du signal de consigne et comporte un circuit dérivateur 84 de la quantité de carburant admis 20e2.Un second circuit dérivateur 85 reçoit le paramètre d'angle d'allumage précédemment calculé. Les sorties des deux dérivateurs 84 et 85 sont divisés sur un circuit diviseur 86, suivi d'un circuit de détermination du signe 87 suivi d'un inverseur 88 dont la sortie est intégrée par un circuit intégrateur 90 après amplification sur un amplificateur 89.
Dans d'autres modes de réalisation, le système de commande de l'invention met en œuvre une stratégie de commande prédéterminée qui est enregistrée sous forme d'un programme dans une mémoire d'un microcontrôleur utilisé pour réaliser le circuit de pilotage décrit ci-dessus. Une stratégie de commande élabore un signal de commande sur la base d'au moins un signal de consigne au moyen d'une ou plusieurs boucles d'asservissement en couple, et/ou en courant et/ou en vitesse et/ou en facteur de puissance mesuré sur la base d'un résolveur, couple et vitesse étant mesurés au moyen du roulement instrumenté de l'invention . Le signal de commande est adapté à l'organe électrique de réglage du fonctionnement de la machine tournante comme un convertisseur de puissance pour moteur à commutation électronique ou un volet motorisé de carburateur de moteur à explosion . La stratégie consiste à adapter la puissance fournie à la machine tournante ou produite par elle en fonction de la consigne en couple et le cas échéant d'autres consignes comme la quantité de carburant.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Système de commande de machine tournante comportant un organe électrique servant à régler son fonctionnement (C ; N) comportant des bornes de commande connectées aux sorties d'un circuit de pilotage (10) dont au moins une entrée reçoit des signaux de détection produit par au moins un roulement instrumenté (7, 8, 9) monté sur l'arbre rotorique (5) du type comportant un chemin de roulement (105) et une pluralité de capteurs (108, 109) couplés au chemin de roulement, et d'une machine tournante (1 -4),
caractérisé en ce que :
- le roulement instrumenté est relié à une électronique (120) de traitement des informations qui détermine (125) le couple subi (123) et la vitesse de rotation (124) sur l'arbre du rotor(5, 1 01 ) ; et
- le circuit de pilotage (10) comporte des moyens pour convertir les données de lecture des capteurs du roulement instrumenté en une information de commande délivrée selon une stratégie de commande déterminée aux bornes de commande de l'organe électrique de réglage de la machine tournante, comme un moteur ou une génératrice, une turbine ou une pompe ou un moteur à explosions.
2 - Système de commande selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la machine tournante est commandée sur une consigne de couple au moyen d'une boucle d'asservissement en couple comprenant un circuit de calcul d'erreur d'asservissement recevant ladite consigne en couple et ledit signal de mesure de couple du roulement instrumenté (7a) et dont la sortie est connectée à un circuit de correction basé sur un contrôle Proportionnel, un contrôle Proportionnel et Intégral, ou un contrôle Proportionnel, Intégral et Différentiel, pour piloter le taux de modulation d'un générateur (25) de signal de commande en largeur d'impulsions connecté à l'entrée de commande dudit organe électrique (12a) de réglage de la mach ine tournante comme un convertisseur de puissance pour moteur à commutation électronique.
3 - Système selon la revend ication 2, caractérisé en ce qu'il comporte aussi une boucle d'asservissement en vitesse sur la base d'un signal de mesure (1 5a) de la vitesse de rotation issu du roulement instrumenté (7a) pour régler la fréquence de l'onde pilote du générateur (1 0a) de signal de commande en largeur d'impulsions.
4 - Système selon la revend ication 3, caractérisé en ce qu'il comporte aussi un capteur de courant (27) pour réal iser une boucle supplémentaire (28, 26, 29, 23) de contrôle en courant de l'organe de réglage (1 2a).
5 - Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte aussi un résolveur (54) pour optimiser le rendement sur l'organe électrique de réglage et qu i comporte un circuit (64) pour produ ire un signal (sortie du circuit 64) de commande de la fréquence du générateur de signal de commande en largeur d'impulsions (43) au moyen d'un add itionneur (46) le signal de commande (sortie du circuit 64) étant obtenu par intégration (63) d'un signal proportionnel au rapport de l'ampl itude d ifférentielle à la phase produ it par le résolveur (54).
6 - Système selon la revend ication 2, dans lequel la machine tournante est un moteur à explosions doté d'un collecteur d'admission à volet d'admission motorisé, caractérisé en ce qu'il produ it un réglage de l'angle d'ouverture du papillon des gaz en fonction du couple réel mesuré par le roulement instrumenté sur la base d'une consigne de couple (2Od) et d'une boucle d'asservissement en couple.
7 - Système selon la revend ication 6, caractérisé en ce qu'il comporte aussi une boucle d'asservissement en vitesse de rotation (1 5e) et/ou une boucle de commande sur une quantité de carburant (20e2) comportant un circuit de calcul d'un paramètre d'angle d'allumage (91 ), ledit signal de vitesse et/ou ledit signal d'angle d'allumage étant appliqué à un circuit de commande d'allumage (83).
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