FR2785738A1 - Electrical motor control method for automobile engine cooling fan, controlling supply voltage such that fan motor operates as generator - Google Patents

Electrical motor control method for automobile engine cooling fan, controlling supply voltage such that fan motor operates as generator Download PDF

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Abstract

The method involves controlling the supply voltage such that the fan motor operates as generator. The method involves the fan motor (M) supply voltage being linked to a set voltage which is chosen to permit operation of the motor (M) as a generator. The set voltage is a function of a parameter external to the motor (M), as well as the current intensity passing through the motor (M). The set voltage is chosen by comparing a set voltage value (Vc), dependent on the external parameter, with an internal set voltage which is a function of the current intensity passing through the motor (M). The internal voltage is equal to -KI where K is a positive parameter and I is the current intensity, which is negative when the motor (M) is used as a generator and positive otherwise. The set voltage is chosen as being the voltage which is the largest between the external voltage (Vc) and the internal voltage (-KI). An Independent claim is included for a motor control device.

Description

La présente invention est relative à la commande d'un moteurThe present invention relates to the control of a motor

électrique de groupe moto-ventilateur de véhicule automobile.  electric motor-fan unit of a motor vehicle.

On sait que lorsqu'un véhicule est en mouvement, le flux d'air généré par le déplacement du véhicule sur le ventilateur de refroidissement de son moteur thermique est susceptible d'entraîner ce ventilateur en rotation. Or, cet effet est suffisamment important pour que l'on puisse envisager de l'utiliser pour, dans certains cas, recharger la batterie du véhicule. La figure 1 est un schéma illustrant la commande et l'alimentation  It is known that when a vehicle is in motion, the air flow generated by the movement of the vehicle on the cooling fan of its heat engine is capable of driving this fan in rotation. However, this effect is significant enough that one can consider using it to, in some cases, recharge the vehicle battery. Figure 1 is a diagram illustrating the control and the power supply

d'un ventilateur de refroidissement.  a cooling fan.

On a représenté sur cette figure 1 le moteur électrique M d'un ventilateur, ainsi qu'un module de commande I - qui est par exemple un circuit hacheur - qui reçoit une tension d'alimentation fournie par une source S (laquelle est par exemple la batterie du véhicule) et qui génère, à partir de cette tension, une tension de sortie U fonction d'un signal lui fournissant une valeur de consigne Vc qui est transmis audit module 1 par  There is shown in this figure 1 the electric motor M of a fan, as well as a control module I - which is for example a chopper circuit - which receives a supply voltage supplied by a source S (which is for example the vehicle battery) and which generates, from this voltage, an output voltage U as a function of a signal providing it with a set value Vc which is transmitted to said module 1 by

une unité de gestion externe (non représentée) telle qu'un calculateur.  an external management unit (not shown) such as a computer.

Un tel montage est naturellement réversible de sorte qu'il peut également être utilisé pour recharger la batterie lorsque le ventilateur  Such an arrangement is naturally reversible so that it can also be used to recharge the battery when the fan

fonctionne en source de tension.operates as a voltage source.

Toutefois, ceci nécessite une adaptation de la commande du module 1. En effet, en absence d'une telle adaptation, le calculateur est amené à faire baisser la tension de consigne lorsque celle-ci est inférieure à la force électromotrice générée par le ventilateur. Par conséquent, il fait évoluer la commande du moteur du ventilateur vers la mise en court- circuit  However, this requires an adaptation of the control of module 1. Indeed, in the absence of such an adaptation, the computer is brought to lower the setpoint voltage when this is less than the electromotive force generated by the fan. Consequently, it changes the control of the fan motor towards short-circuiting

de celui-ci.of it.

Un but de l'invention est de proposer une commande d'un moteur électrique de groupe moto-ventilateur de véhicule automobile qui est particulièrement adaptée à l'utilisation dudit moteur électrique comme générateur. L'invention propose à cet effet un procédé pour la commande d'un moteur électrique de groupe moto-ventilateur de véhicule automobile selon lequel on asservit la tension d'alimentation dudit moteur à une tension de consigne, caractérisée en ce qu'on choisit la tension de consigne de façon à  An object of the invention is to propose a control of an electric motor of a motor-driven fan unit of a motor vehicle which is particularly suitable for the use of said electric motor as a generator. To this end, the invention provides a method for controlling an electric motor of a motor-driven motor-fan unit according to which the supply voltage of said motor is slaved to a set voltage, characterized in that the setpoint voltage so that

permettre un fonctionnement dudit moteur électrique en générateur.  allow operation of said electric motor as a generator.

Avantageusement, cette tension de consigne est fonction d'au moins un paramètre externe audit moteur électrique, ainsi que de l'intensité du  Advantageously, this setpoint voltage is a function of at least one parameter external to said electric motor, as well as the intensity of the

courant traversant celui-ci.current flowing through it.

De préférence, la tension de consigne est choisie en comparant une tension de consigne dépendant d'au moins un paramètre externe et une tension de consigne interne fonction de l'intensité traversant le moteur  Preferably, the setpoint voltage is chosen by comparing a setpoint voltage depending on at least one external parameter and an internal setpoint voltage as a function of the current passing through the motor.

électrique.electric.

De façon particulièrement avantageuse, la tension de consigne interne est égale à -KI, o K est un paramètre positif et o I est l'intensité du courant qui est négative lorsque le moteur est utilisé en générateur, positive sinon, et en ce que la tension de consigne est choisie comme étant la tension qui entre la tension de consigne externe et la tension de consigne  In a particularly advantageous manner, the internal setpoint voltage is equal to -KI, o K is a positive parameter and o I is the intensity of the current which is negative when the motor is used as a generator, positive otherwise, and in that the setpoint voltage is chosen as the voltage between the external setpoint voltage and the setpoint voltage

interne est la plus grande.internal is the largest.

Un autre objet encore de l'invention est un dispositif pour la commande d'un moteur électrique de groupe moto-ventilateur de véhicule automobile comportant des moyens pour asservir la tension d'alimentation dudit moteur à une tension de consigne, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détermination de la tension de consigne qui permettent un  Yet another object of the invention is a device for controlling an electric motor of a motor-driven fan assembly of a motor vehicle comprising means for controlling the supply voltage of said motor to a set voltage, characterized in that it includes means for determining the setpoint voltage which allow a

fonctionnement dudit moteur électrique en générateur de courant.  operation of said electric motor as a current generator.

Avantageusement, ces moyens de détermination comportent des moyens de mesure de l'intensité du courant traversant le moteur, ainsi que des moyens pour déterminer la tension de consigne en fonction de l'intensité de courant ainsi mesurée, ainsi que d'un signal externe de tension de consigne fonction d'au moins un paramètre externe audit moteur électrique. De préférence, ce dispositif comporte des moyens pour comparer une tension correspondant à une tension de consigne externe et une tension de consigne interne fonction de l'intensité traversant le moteur électrique. De façon particulièrement avantageuse, les moyens de détermination de la tension de consigne comportent des moyens pour générer une tension de consigne interne qui est égale à -KI, o K est un paramètre positif et o I est l'intensité du courant qui est négative lorsque le moteur est utilisé en générateur, positive sinon, et en ce que la tension de consigne en sortie des moyens de comparaison est la tension qui, entre la tension de consigne  Advantageously, these determination means comprise means for measuring the intensity of the current passing through the motor, as well as means for determining the reference voltage as a function of the current intensity thus measured, as well as an external signal of setpoint voltage dependent on at least one parameter external to said electric motor. Preferably, this device includes means for comparing a voltage corresponding to an external setpoint voltage and an internal setpoint voltage as a function of the current passing through the electric motor. In a particularly advantageous manner, the means for determining the setpoint voltage comprise means for generating an internal setpoint voltage which is equal to -KI, where K is a positive parameter and where I is the current intensity which is negative when the motor is used as a generator, positive otherwise, and in that the reference voltage at the output of the comparison means is the voltage which, between the reference voltage

externe et la tension de consigne interne, est la plus grande.  external and the internal reference voltage, is the greatest.

D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la  Other characteristics and advantages will also emerge from the

description qui suit. Cette description est purement illustrative et non  description which follows. This description is purely illustrative and not

limitative. Elle doit être lue en regard des figures annexées sur lesquelles: - la figure 1 est une représentation schématique d'un montage de commande d'alimentation de moteur électrique de groupe motoventilateur de véhicule automobile, connu de l'Etat de la Technique; - la figure 2 est une représentation schématique d'un montage de  limiting. It should be read with reference to the appended figures in which: - Figure 1 is a schematic representation of a control assembly for supplying an electric motor to a motor vehicle fan unit, known from the prior art; - Figure 2 is a schematic representation of an assembly of

commande conforme à un mode de réalisation de l'invention.  control according to an embodiment of the invention.

Le montage illustré sur la figure 2 comporte de la même façon que celui de la figure 1 un module de commande 1 qui reçoit en entrée la tension d'une source S par exemple constituée par la batterie du véhicule et  The assembly illustrated in FIG. 2 comprises, in the same way as that of FIG. 1, a control module 1 which receives as input the voltage from a source S for example constituted by the vehicle battery and

qui génère une tension U avec laquelle le moteur M du groupe moto-  which generates a voltage U with which the motor M of the power unit

ventilateur est alimenté.fan is supplied.

Le module 1 reçoit deux signaux de consigne, l'un qui lui est fourni par une unité de gestion externe, par exemple un calculateur, et qui correspond à une tension de consigne Vc fonction de différents paramètres externes (vitesse du véhicule, température du moteur thermique, température ambiante, etc..), l'autre qui est un signal que l'on désignera par signal interne dans la suite du texte et qui est fonction de l'intensité I du courant débité par le moteur M. Plus précisément, avec la convention de signe correspondant à la représentation portée sur la figure 2 pour I et U, la tension de consigne  The module 1 receives two setpoint signals, one which is supplied to it by an external management unit, for example a computer, and which corresponds to a setpoint voltage Vc as a function of various external parameters (vehicle speed, engine temperature thermal, ambient temperature, etc.), the other which is a signal which will be designated by internal signal in the following text and which is a function of the intensity I of the current delivered by the motor M. More precisely, with the sign convention corresponding to the representation shown in FIG. 2 for I and U, the setpoint voltage

correspondant au deuxième signal vaut -KI, o K est un paramètre positif.  corresponding to the second signal is -KI, where K is a positive parameter.

Les deux signaux de consigne Vc et -KI sont envoyés sur les deux entrées d'un montage comparateur dont la sortie est utilisée comme signal de consigne par le module 1, de sorte que la tension U qui est générée par le module 1 est une tension qui est asservie sur celle des deux tensions de  The two setpoint signals Vc and -KI are sent to the two inputs of a comparator circuit, the output of which is used as the setpoint signal by the module 1, so that the voltage U which is generated by the module 1 is a voltage which is subject to that of the two tensions of

consigne Vc et -KI qui est la plus grande.  setpoint Vc and -KI which is the largest.

Ainsi, si l'intensité de courant I circulant dans le moteur est positive, c'est-à-dire si le moteur est entraîné par la source S, le signal de consigne interne n'interviendra aucunement sur la commande de la tension d'alimentation du moteur, puisque dans ce cas, la valeur -KI de la tension de consigne interne sera négative, la tension de consigne externe Vc étant alors par conséquent nécessairement supérieure à la tension de consigne  Thus, if the current intensity I circulating in the motor is positive, that is to say if the motor is driven by the source S, the internal reference signal will in no way intervene on the control of the voltage. motor supply, since in this case the value -KI of the internal reference voltage will be negative, the external reference voltage Vc then therefore necessarily being greater than the reference voltage

interne -KI.internal -KI.

Par contre, si le moteur est suffisamment entraîné par le flux d'air pour alimenter la source S, son intensité de courant I est alors négative et la tension U générée par le module 1 est asservie par ledit module sur la tension de consigne interne -KI, dès que ladite intensité I est suffisamment importante. On utilise pour générer le signal de consigne -KI un circuit de dérivation de type shunt qui envoie une tension proportionnelle à l'intensité du courant d'alimentation du moteur M en entrée d'un montage 2 à  On the other hand, if the motor is sufficiently driven by the air flow to supply the source S, its current intensity I is then negative and the voltage U generated by the module 1 is controlled by said module on the internal reference voltage - KI, as soon as said intensity I is sufficiently large. A shunt-type branch circuit is used to generate the reference signal -KI which sends a voltage proportional to the intensity of the supply current of the motor M at the input of a circuit 2 to

amplificateur de tension inverseur.inverter voltage amplifier.

La valeur du paramètre K est choisie expérimentalement, de façon par exemple à permettre de tirer une tension maximale à une vitesse donnée.  The value of the parameter K is chosen experimentally, so as for example to allow a maximum voltage to be drawn at a given speed.

A titre illustratif, cette vitesse peut être de 130 km/H.  As an illustration, this speed can be 130 km / H.

K vérifie alors pour cette vitesse: K = R+k2j(a 9 O R est la résistance ohmique du moteur M, k son facteur de couple et  K then checks for this speed: K = R + k2j (a 9 O R is the ohmic resistance of the motor M, k its torque factor and

la dérivée de la vitesse de rotation par rapport au couple d'effort.  the derivative of the speed of rotation with respect to the force torque.

ac On notera qu'un montage du type de celui qui vient d'être décrit en référence à la figure 2 peut être réalisé sans surcoût par rapport à un montage du type de celui illustré sur la figure 1, notamment si l'on utilise pour le circuit hacheur un montage d'interrupteurs du type connu par I'Homme du métier sous la terminologie "Buck synchrone". Un tel circuit  ac Note that an assembly of the type which has just been described with reference to FIG. 2 can be carried out at no additional cost compared to an assembly of the type of that illustrated in FIG. 1, in particular if one uses for the chopper circuit an assembly of switches of the type known to those skilled in the art under the terminology "synchronous buck". Such a circuit

hacheur permet en effet d'accéder à de meilleurs rendements.  chopper provides access to better yields.

On notera également qu'en utilisant le moteur du ventilateur comme générateur, on ralentit sa rotation et par conséquent on réduit son usure dans le temps, ainsi que le bruit qu'il génère.  It will also be noted that by using the fan motor as a generator, it slows down its rotation and therefore reduces its wear over time, as well as the noise it generates.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1. Procédé pour la commande d'un moteur (M) électrique de groupe motoventilateur de véhicule automobile selon lequel on asservit la tension d'alimentation dudit moteur (M) à une tension de consigne, caractérisé en ce qu'on choisit la tension de consigne de façon à permettre un  1. Method for controlling an electric motor (M) of a motor vehicle fan unit according to which the supply voltage of said motor (M) is slaved to a reference voltage, characterized in that the voltage of instructions so as to allow a fonctionnement dudit moteur (M) électrique en générateur.  operation of said electric motor (M) as a generator. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette tension de consigne est fonction d'au moins un paramètre externe audit  2. Method according to claim 1, characterized in that this setpoint voltage is a function of at least one parameter external to said audit moteur (M) électrique, ainsi que de l'intensité du courant traversant celui-ci.  electric motor (M), as well as the intensity of the current passing through it. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tension de consigne est choisie en comparant une tension de consigne (Vc) dépendant d'au moins un paramètre externe et une tension de consigne  3. Method according to claim 2, characterized in that the reference voltage is chosen by comparing a reference voltage (Vc) depending on at least one external parameter and a reference voltage interne fonction de l'intensité traversant le moteur (M) électrique.  internal function of the current passing through the electric motor (M). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la tension de consigne interne est égale à -KI, o K est un paramètre positif et o I est l'intensité du courant qui est négative lorsque le moteur (M) est utilisé en générateur, positive sinon, et en ce que la tension de consigne est choisie comme étant la tension qui, entre la tension de consigne externe (Vc) et la  4. Method according to claim 3, characterized in that the internal reference voltage is equal to -KI, o K is a positive parameter and o I is the current intensity which is negative when the motor (M) is used in generator, positive otherwise, and in that the reference voltage is chosen as being the voltage which, between the external reference voltage (Vc) and the tension de consigne interne (-KI), est la plus grande.  internal reference voltage (-KI), is the largest. 5. Dispositif pour la commande d'un moteur (M) électrique de groupe motoventilateur de véhicule automobile comportant des moyens (1) pour asservir la tension d'alimentation dudit moteur (M) à une tension de consigne, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (1, 2) de détermination de la tension de consigne qui permettent un fonctionnement  5. Device for controlling an electric motor (M) of a motor vehicle fan unit comprising means (1) for controlling the supply voltage of said motor (M) to a reference voltage, characterized in that it includes means (1, 2) for determining the setpoint voltage which allow operation dudit moteur (M) électrique en générateur de courant.  of said electric motor (M) as a current generator. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ces moyens de détermination comportent des moyens de mesure de l'intensité du courant traversant le moteur (M), ainsi que des moyens (2) pour déterminer la tension de consigne en fonction de l'intensité de courant ainsi mesurée, ainsi qu'un signal externe de tension de consigne (Vc) fonction  6. Device according to claim 5, characterized in that these determination means comprise means for measuring the intensity of the current passing through the motor (M), as well as means (2) for determining the setpoint voltage as a function of the current intensity thus measured, as well as an external signal of setpoint voltage (Vc) function d'au moins un paramètre externe audit moteur (M) électrique.  at least one parameter external to said electric motor (M). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour comparer une tension correspondant à une tension de consigne externe et une tension de consigne interne fonction de l'intensité  7. Device according to claim 6, characterized in that it comprises means for comparing a voltage corresponding to an external reference voltage and an internal reference voltage depending on the intensity traversant le moteur (M) électrique.  through the electric motor (M). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens (1, 2) de détermination de la tension de consigne comportent des moyens pour générer une tension de consigne qui est égale à -KI, o K est un paramètre positif et o I est l'intensité du courant qui est négative lorsque le moteur (M) est utilisé en générateur, positive sinon, et en ce que la tension de consigne en sortie des moyens de comparaison est la tension qui, entre la tension de consigne externe et la tension de consigne interne,  8. Device according to claim 7, characterized in that the means (1, 2) for determining the setpoint voltage comprise means for generating a setpoint voltage which is equal to -KI, where K is a positive parameter and where I is the intensity of the current which is negative when the motor (M) is used as a generator, positive otherwise, and in that the reference voltage at the output of the comparison means is the voltage which, between the external reference voltage and the internal reference voltage, est la plus grande.is the largest.
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