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WO2016071643A1 - Ensemble moteur avec compresseur electrique - Google Patents

Ensemble moteur avec compresseur electrique Download PDF

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WO2016071643A1
WO2016071643A1 PCT/FR2015/052996 FR2015052996W WO2016071643A1 WO 2016071643 A1 WO2016071643 A1 WO 2016071643A1 FR 2015052996 W FR2015052996 W FR 2015052996W WO 2016071643 A1 WO2016071643 A1 WO 2016071643A1
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control system
compressor
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PCT/FR2015/052996
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English (en)
Inventor
Sébastien Potteau
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.)
Valeo Electrification SAS
Original Assignee
Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
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Publication date
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    • F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to the field of electric compressors, and relates more particularly to an engine assembly comprising an electric compressor and an engine control unit.
  • electric compressors are for example used on the intake circuit to improve the efficiency of the vehicle, to overcome the latency of the conventional turbocharger at startup, or in the transient phases of the vehicle.
  • a bypass circuit also called bypass circuit according to the English terminology
  • the electric compressor can thus be short-circuited by this bypass system.
  • This bypass system is usually controlled by the engine control unit.
  • the gases thus arriving at the level of the electric compressor will circulate through the electric compressor or bypass it. The fact that the gases do not pass through the electric compressor when not in use limits the pressure drops.
  • the control of the bypass circuit that is to say its opening or closing, is performed by the engine control computer (also called ECU for Engine Control Unit according to the English terminology) independently of the control of the electric compressor.
  • the engine control computer also called ECU for Engine Control Unit according to the English terminology
  • One of the disadvantages of this type of control is that the control by the computer requires the use of an additional H bridge in the computer.
  • the coordination between the activation of the compressor and the control of the bypass circuit is more complicated.
  • the present invention therefore aims to overcome one or more of the disadvantages of the prior art by proposing a system with an electric compressor whose control of the branch circuit is improved.
  • the present invention proposes an assembly for an engine, the assembly being composed of an electric compressor with a control system, the compressor being integrated in a bypass circuit comprising a bypass device, and a motor control unit, in which the engine control unit 6 and the control system are connected by a control link configured to enable the electric compressor and the bypass member to be steered.
  • control system and the bypass member are connected by a wired connection.
  • control link makes it possible to control the electric compressor and the bypass member, together or independently of one another.
  • the bypass member is controlled by the engine control unit via the compressor control system.
  • the compressor control system incorporates a control system of the branch member.
  • control link is a multiplexed link.
  • control link is a CAN or VAN or LIN type link.
  • control link is a wireless link.
  • control link is a Bluetooth or Wi-Fi link.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a system according to the invention.
  • the present invention relates to an electric compressor 5 comprising a branch circuit 51 of the electric compressor 5. More specifically, the invention relates to an assembly for an engine, the assembly being composed of an electric compressor 5 comprising a circuit bypass 51 of the electric compressor and a motor control unit 6.
  • the electric compressor 5 is an air compressor, volumetric or not, centrifugal or radial for example, driven by an electric motor, for the purpose of supercharging a heat engine or other system.
  • the electric motor of the electric compressor is a DC or AC motor, synchronous or asynchronous or any type of electric motor of the same type.
  • the electric compressor comprises a variable reluctance motor (also called SRM machine for Switched Reluctance Motor according to the English terminology).
  • SRM machine Switched Reluctance Motor according to the English terminology.
  • the motor is a permanent magnet motor.
  • the electric compressor 5 comprises a control system 53 for activating or deactivating the electric compressor 5.
  • the control system 53 of the electric compressor thus makes it possible to operate the compressor when it is necessary, depending on, for example, a request from the user, an operating mode of the motor or a setpoint.
  • the electric compressor 5 is integrated in a bypass circuit 51 (also called a bypass circuit according to the English terminology) comprising a bypass member 52 of the valve type and a bypass duct 510.
  • the compressor electrical 5 can be "short-circuited" by this system of derivation.
  • the bypass duct 510 in association with the bypass member 52 generally allows the gas to circulate through the electric compressor or to bypass it, by closing or opening the bypass member 52.
  • Bypass 52 is disposed on a conduit 510, different from that 550 of the electric compressor 5 so that when the branch member 52 is closed the gases are directed to the second conduit 550 where the electric compressor 5 is disposed.
  • the gases circulate in the duct 510 and do not pass through the electric compressor 5.
  • the bypass member 52 when the bypass member 52 is open, the inlet gases circulate in the bypass duct 510 and through the electric compressor 5.
  • the electric compressor comprises a control system 53.
  • This control system 53 of the electric compressor 5 is controlled by the engine control unit 6.
  • the bypass member 52 is controlled by a control system 54.
  • the invention consists in using the control system 53 of the electric compressor 5 to also control the bypass circuit 51 of the electric compressor.
  • the control system 53 of the electric compressor 5 controls the bypass circuit 51 of the electric compressor.
  • control system 53 of the electric compressor 5 is integrated in the control system 53 of the electric compressor.
  • the control system 53 of the electric compressor is then connected to the branch member 52 by any type of connection allowing the connection between the control system 53 and the branch member 52. More specifically, the connection between the control system 53 and the branch member 52 is a wire link 520.
  • the engine control unit 6 is connected with only the control system 53 of the electric compressor.
  • bypass member 52 It is thus possible to control the bypass member 52, that is to say to open it, to close it or to make it take any intermediate positions between open and closed, from the engine control unit 6 via the control system 53 of the electric compressor 5.
  • the control of the electric compressor 5 and the branch member 52 by the engine control unit 6 is thus centralized at the control system 53 of the electric compressor.
  • This configuration eliminates the connection between the bypass member 52 and the engine control unit 6. There is thus only one interface between the engine control unit 6 and the control system 53 of the electric compressor 5 .
  • the bypass member 52 is controlled directly by the engine control unit 6 via the control system 53 of the compressor.
  • control system 54 of the bypass member 52 is independent of the control system 53 of the electric compressor.
  • control system 54 of the bypass member 52 coincides with the control system 53 of the electric compressor. More precisely, the control system 53 of the electric compressor also makes it possible to control the bypass member 52.
  • the link 560 hereinafter referred to as the control link 560, between the engine control unit 6 and the control system 53 of the electric compressor is via a multiplexed link.
  • Multiplexing means a link that uses the multiplexing technique.
  • the connection is a CAN type link implementing a CAN bus (for Controller Area Network according to the English terminology).
  • the multiplexed link is a VAN (Value-Added Network) link.
  • the multiplexed link is a LIN link (for Local Interconnect Network according to the English terminology).
  • control link 560 between the engine control unit 6 and the control system 53 of the electric compressor 5 is a wireless link.
  • the wireless link is a Bluetooth link.
  • the link is a Wi-Fi link (for Wireîess Fidelity according to the English terminology).
  • connection between the engine control unit 6 and the control system 53 of the electric compressor is a wire link.
  • the control system 53 of the electric compressor 5 and the motor control unit 6, are thus configured to allow at least one of the connections as described and include the elements necessary for this connection.

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Abstract

La présente invention concerne un ensemble pour moteur, l'ensemble étant composé d'un compresseur électrique (5) avec un système de contrôle (53), le compresseur étant intégré dans un circuit de dérivation (51) comportant un organe de dérivation (52), et d'une unité de commande moteur 6, dans lequel le système de contrôle (53) et l'organe de dérivation (52) sont connecté par une liaison filaire, et dans lequel l'unité de commande moteur (6) et le système de contrôle (53) sont connectés par une liaison de commande (560) configurée pour piloter le compresseur électrique (5) et l'organe de dérivation (52), ensemble ou indépendamment l'un de l'autre.

Description

ENSEMBLE MOTEUR AVEC COMPRESSEUR ELECTRIQUE
La présente invention se rapporte au domaine des compresseurs électriques, et se rapporte plus particulièrement à un ensemble pour moteur comportant un compresseur électrique et une unité de contrôle moteur.
Dans le domaine de l'automobile, les compresseurs électriques sont par exemple utilisés sur le circuit d'admission pour améliorer le rendement du véhicule, pallier le temps de latence du turbocompresseur classique au démarrage, ou dans les phases transitoires du véhicule. Actuellement, quelque soit l'endroit où le compresseur électrique est disposé, par exemple sur le circuit d'admission, il est intégré dans un circuit de dérivation (également appelé circuit by-pass selon la terminologie anglaise) comportant un moyen de dérivation. Le compresseur électrique peut ainsi être court-circuité par ce système de dérivation. Ce système de dérivation est en général commandé par l'unité de commande du moteur. Les gaz arrivant ainsi au niveau du compresseur électrique vont circuler à travers le compresseur électrique ou bien le contourner. Le fait que les gaz ne traversent pas le compresseur électrique lorsqu'il n'est pas utilisé limite les pertes de charges.
Le pilotage du circuit de dérivation, c'est-à-dire son ouverture ou sa fermeture, est réalisé par le calculateur de contrôle moteur (également appelé ECU pour Engine Control Unit selon la terminologie anglaise) indépendamment du pilotage du compresseur électrique. Un des inconvénients de ce type de pilotage provient du fait que le pilotage par le calculateur nécessite l'utilisation d'un pont en H supplémentaire dans le calculateur. De plus, la coordination entre l'activation du compresseur et le pilotage du circuit de dérivation est plus compliquée.
La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients de l'art antérieur en proposant un système avec compresseur électrique dont le pilotage du circuit de dérivation est amélioré.
Pour cela la présente invention propose un ensemble pour moteur, l'ensemble étant composé d'un compresseur électrique avec un système de contrôle, le compresseur étant intégré dans un circuit de dérivation comportant un organe de dérivation, et d'une unité de commande moteur, dans lequel l'unité de commande moteur 6 et le système de contrôle sont connectés par une liaison de commande configurée pour permettre de piloter le compresseur électrique et l'organe de dérivation.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le système de contrôle et l'organe de dérivation sont connecté par une liaison filaire.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la liaison de commande permet de piloter le compresseur électrique et l'organe de dérivation, ensemble ou indépendamment l'un de l'autre.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe de dérivation est piloté par l'unité de commande moteur via le système de contrôle du compresseur.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le système de contrôle du compresseur intègre un système de commande de l'organe de dérivation.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la liaison de commande est une liaison multiplexée.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la liaison de commande est une liaison de type CAN ou VAN ou LIN.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la liaison de commande est une liaison sans fil.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la liaison de commande est une liaison Bluetooth ou Wi-Fi.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant à la figure 1 annexée, donnée à titre d'exemple et qui est une représentation schématique d'un système selon l'invention.
La présente invention, illustrée figure 1, concerne un compresseur électrique 5 comportant un circuit de dérivation 51 du compresseur électrique 5. Plus précisément, l'invention concerne un ensemble pour moteur, l'ensemble étant composé d'un compresseur électrique 5 comportant un circuit de dérivation 51 du compresseur électrique et une unité de commande moteur 6. Dans le cadre de l'invention, le compresseur électrique 5 est un compresseur d'air, volumétrique ou non, centrifuge ou radial par exemple, entraîné par un moteur électrique, dans le but de suralimenter un moteur thermique ou tout autre système. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique du compresseur électrique est un moteur à courant continue ou alternatif, synchrone ou asynchrone ou tout type de moteur électrique du même type.
Plus précisément, selon un mode de réalisation de l'invention, le compresseur électrique comporte un moteur à reluctance variable (également appelée machine SRM pour Switched Reluctance Motor selon la terminologie anglaise).
Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur est un moteur à aimant permanent.
Dans le cadre de l'invention, le compresseur électrique 5 comporte un système de contrôle 53 permettant d'activer ou de désactiver le compresseur électrique 5. Le système de contrôle 53 du compresseur électrique permet ainsi de faire fonctionner le compresseur lorsque cela est nécessaire, en fonction par exemple d'une demande de l'utilisateur, d'un mode de fonctionnement du moteur ou d'une consigne.
Dans le cadre de l'invention, le compresseur électrique 5 est intégré dans un circuit de dérivation 51 (également appelé circuit by-pass selon la terminologie anglaise) comportant un organe de dérivation 52 du type vanne et un conduit de dérivation 510. Le compresseur électrique 5 peut ainsi être « court-circuité » par ce système de dérivation. Le conduit de dérivation 510 en association avec l'organe de dérivation 52 permet en général aux gaz de circuler à travers le compresseur électrique ou bien de le contourner, par la fermeture ou l'ouverture de l'organe de dérivation 52. L'organe de dérivation 52 est disposé sur un conduit 510, différent de celui 550 du compresseur électrique 5 de façon à ce que lorsque l'organe 52 de dérivation est fermé les gaz soient dirigés vers le deuxième conduit 550 où est disposé le compresseur électrique 5.
Ainsi en dehors des phases de démarrage, ou de manière générale des phases ne nécessitant pas l'utilisation du compresseur électrique 5, les gaz circulent dans le conduit 510 et ne traversent pas le compresseur électrique 5. Selon un mode de réalisation de l'invention, lorsque l'organe 52 de dérivation est ouvert les gaz d'admission circulent dans le conduit 510 de dérivation et à travers le compresseur électrique 5.
Le compresseur électrique comporte un système de contrôle 53. Ce système de contrôle 53 du compresseur électrique 5 est commandé par l'unité de commande moteur 6. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe 52 de dérivation est lui commandé par un système de commande 54.
L'invention consiste à utiliser le système de contrôle 53 du compresseur électrique 5 pour également piloter le circuit de dérivation 51 du compresseur électrique. Pour cela, selon un mode de réalisation de l'invention, le système de commande
54 de l'organe de dérivation 52 du compresseur électrique 5 est intégré au système de contrôle 53 du compresseur électrique. Le système de contrôle 53 du compresseur électrique est alors relié à l'organe de dérivation 52 par tout type de liaison permettant la connexion entre le système de contrôle 53 et l'organe de dérivation 52. Plus précisément, la liaison entre le système de contrôle 53 et l'organe de dérivation 52 est une liaison filaire 520.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'unité de commande moteur 6 est connectée avec seulement le système de contrôle 53 du compresseur électrique.
Il est ainsi possible de commander l'organe de dérivation 52, c'est-à-dire de l'ouvrir, de le fermer ou de lui faire prendre toutes positions intermédiaires entre ouvert et fermé, à partir de l'unité de commande moteur 6 via le système de contrôle 53 du compresseur électrique 5. Le pilotage du compresseur électrique 5 et de l'organe de dérivation 52 par l'unité de contrôle moteur 6 est ainsi centralisé au niveau du système de contrôle 53 du compresseur électrique. Cette configuration supprime la liaison entre l'organe de dérivation 52 et l'unité de commande moteur 6. Il n'y a ainsi qu'une seule interface entre l'unité de commande moteur 6 et le système de contrôle 53 du compresseur électrique 5. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe de dérivation 52 est piloté directement par l'unité de commande moteur 6 via le système de contrôle 53 du compresseur.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le système de commande 54 de l'organe de dérivation 52 est indépendant du système de contrôle 53 du compresseur électrique.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le système de commande 54 de l'organe de dérivation 52 est confondu avec le système de contrôle 53 du compresseur électrique. Plus précisément, le système de contrôle 53 du compresseur électrique permet également de commander l'organe de dérivation 52.
Quelque soit la configuration du système, il n'y a qu'une seule interface entre l'unité de contrôle moteur 6 et le système de contrôle 53 du compresseur 5. La connexion avec l'unité de contrôle moteur 6 permet ainsi de piloter indépendamment l'organe de dérivation 52 et le compresseur électrique 5 ou de coordonner leur fonctionnement. Cette configuration présente également l'avantage de simplifier le contrôle et la coordination entre l'activation du compresseur et la fermeture ou ouverture de l'organe de dérivation 52.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la liaison 560, appelée dans la suite de la description liaison de commande 560, entre l'unité de commande du moteur 6 et le système de contrôle 53 du compresseur électrique se fait via une liaison multiplexée. On entend par multiplexée, une liaison qui utilise la technique du multiplexage. Par exemple, la connexion est une liaison de type CAN mettant en œuvre un bus CAN (pour Controller Area Network selon la terminologie anglaise). Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la liaison multiplexée est une liaison VAN (pour Value-Added Network selon la terminologie anglaise). Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la liaison multiplexée est une liaison LIN (pour Local Interconnect Network selon la terminologie anglaise).
Selon une variante de l'invention, la liaison de commande 560 entre l'unité de commande moteur 6 et le système de contrôle 53 du compresseur électrique 5 est une liaison sans fil. Par exemple, Selon un mode de réalisation de l'invention, la liaison sans fil est une liaison Bluetooth. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la liaison est une liaison Wi-Fi (pour Wireîess Fidelity selon la terminologie anglaise).
Selon une variante de l'invention, la connexion entre l'unité de commande du moteur 6 et le système de contrôle 53 du compresseur électrique est une liaison filaire.
Le système de contrôle 53 du compresseur électrique 5 et l'unité de commande moteur 6, sont ainsi configurés pour permettre au moins une des connexions telles que décrites et comportent les éléments nécessaires à cette connexion.
La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications.

Claims

REVENDICATIONS
1. Ensemble pour moteur, l'ensemble étant composé d'un compresseur électrique 5 avec un système de contrôle 53, le compresseur 5 étant intégré dans un circuit de dérivation 51 comportant un organe de dérivation 52, et d'une unité de commande moteur 6, dans lequel l'unité de commande moteur 6 et le système de contrôle 53 sont connectés par une liaison de commande 560 configurée pour permettre de piloter le compresseur électrique 5 et l'organe de dérivation 52.
2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le système de contrôle 53 et l'organe de dérivation 52 sont connecté par une liaison filaire 520.
3. Ensemble selon une des revendications 1 ou 2, dans lequel la liaison de commande 560 permet de piloter le compresseur électrique 5 et l'organe de dérivation 52, ensemble ou indépendamment l'un de l'autre.
4. Ensemble selon une des revendications 1 à 3, dans lequel l'organe de dérivation 52 est piloté par l'unité de commande moteur 6 via le système de contrôle 53 du compresseur.
5. Ensemble selon une des revendications 1 à 4, dans lequel le système de contrôle 53 du compresseur intègre un système de commande 54 de l'organe de dérivation 52.
6. Ensemble selon une des revendications 1 à 5, dans lequel la liaison de commande 560 est une liaison multiplexée.
7. Ensemble selon la revendication 6, dans lequel la liaison de commande est une liaison de type CAN ou VAN ou LIN.
8. Ensemble selon une des revendications 1 à 5, dans lequel la liaison de commande 560 est une liaison sans fil.
9. Ensemble selon la revendication 8, dans lequel la liaison de commande 560 est une liaison Bluetooth ou Wi-Fi.
PCT/FR2015/052996 2014-11-07 2015-11-05 Ensemble moteur avec compresseur electrique Ceased WO2016071643A1 (fr)

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WO (1) WO2016071643A1 (fr)

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