EP1028864A1 - Vehicule automobile a motorisation hybride - Google Patents

Vehicule automobile a motorisation hybride

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Publication number
EP1028864A1
EP1028864A1 EP98954555A EP98954555A EP1028864A1 EP 1028864 A1 EP1028864 A1 EP 1028864A1 EP 98954555 A EP98954555 A EP 98954555A EP 98954555 A EP98954555 A EP 98954555A EP 1028864 A1 EP1028864 A1 EP 1028864A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
torque
power
battery
driver
motor vehicle
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Withdrawn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
EP98954555A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Yves Borgeaud
Benoít CAILLARD
Stéphane HEMEDINGER
William Pannequin
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 EP1028864A1 publication Critical patent/EP1028864A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/46—Series type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2009—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
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    • B60L2240/427—Voltage
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    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/80—Time limits
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    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0043—Signal treatments, identification of variables or parameters, parameter estimation or state estimation
    • B60W2050/0052—Filtering, filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24—Energy storage means
    • B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/244—Charge state
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    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the invention relates to an automobi vehicle with hybrid motorization comprising improved means of energy management.
  • the invention relates more particularly to a motor vehicle with hybrid motorization, of the type in which a drive train comprises an electric motor and a heat engine which are capable of contributing to the driving of the vehicle, and of the type in which a central management unit performs a first task comprising the determination of the torque which each engine must supply in order for the power train assembly to supply the vehicle with an engine torque conforming to a torque requested by the driver of the vehicle, and of the type in which the heat engine is capable of being stopped, the vehicle then being driven by the only electric motor supplied with electric current by a storage battery.
  • a hybrid engine comprising a thermal engine capable of participating in the driving of the vehicle makes it possible to produce vehicles having much higher performance and autonomy, satisfactory for normal use of the vehicle.
  • hybrid vehicles There are two main types of hybrid vehicles. In series hybrid vehicles, only the electric motor is capable of driving the drive wheels of the vehicle directly, possibly through a gearbox, a differential and / or a clutch. The electric motor draws its energy from a rechargeable battery of an electric generator which is driven by the heat engine.
  • the electric motor is therefore always in operation and the internal combustion engine can either be stopped, the vehicle then operating in pure electric mode, or be started so that the generator produces electricity to power the electric motor and / or recharge the batteries.
  • a parallel hybrid vehicle In a parallel hybrid vehicle, the internal combustion engine and the electric motor are both connected, generally by a gearbox system with two inputs, to the drive wheels of the vehicle. Generally, a clutch is interposed between each engine and the drive wheels to allow uncoupling of the engine when it is not used for driving. Motor vehicles of the parallel hybrid type can therefore be driven either using the single electric motor, or using the single combustion engine, or even using the two motors simultaneously.
  • the electric motor to start the internal combustion engine and the electric motor can also be "inverted" so that, the internal combustion engine driving the electric motor in rotation, possibly at the same time as it rotates the drive wheels of the vehicle, recharges the batteries.
  • the choice of whether or not to use the heat engine is particularly crucial since it makes it possible to determine the autonomy of the vehicle, its performance, all this insofar as the starting of the heat engine is actually possible, which can for example be prohibited in certain areas with particularly heavy traffic or at certain periods to limit pollution.
  • the invention provides a motor vehicle of the type described above, characterized in that, at least for certain operating modes of the power train, the central unit performs a second task during which the stopping or starting of the heat engine is decided, in that the first task and the second task are executed in parallel , and in that the frequency of execution of the second task is lower than that of the first task.
  • the driver can impose on the power train an electric operating mode in which the heat engine is stopped; the driver can impose on the powertrain a regenerative operating mode in which the heat engine is used in particular to ensure the recharging of the battery; the driver can impose on the powertrain a hybrid operating mode in which the central unit executes the second task during which the stopping or starting of the heat engine is decided;
  • the engine start is decided or confirmed when the battery charge level is below a low threshold level, and in that the engine stop is likely to be decided or confirmed when the battery charge level is above a high threshold level;
  • the decision to stop or start the thermal engine is taken in particular as a function of the instantaneous torque requested by the driver;
  • - the decision to stop or start the heat engine is taken in particular as a function of the average torque requested by the driver during a predetermined time interval preceding the decision;
  • the starting of the internal combustion engine is decided - or confirmed when the instantaneous torque requested by the driver is above a high threshold level, and in that the stopping of the internal combustion engine is likely to be decided or to be confirmed when the instantaneous torque and the average torque requested by the driver are less than a low threshold level;
  • the stopping of the engine is decided or confirmed when, at the same time, the level of charge of the battery is higher than a high threshold level and the instantaneous torque and the average torque requested by the driver are lower than a low threshold level;
  • the decision to stop or start the heat engine is taken in particular as a function of the difference between the torque requested by the driver and the torque actually supplied by the power train;
  • the drive train is a hybrid set in series in which the driving -wheels of the vehicle are driven exclusively by the electric motor which is supplied by electric current coming either from the battery or from a generator driven by the heat engine ;
  • the electrical power to be supplied to the battery is determined according to a difference between the actual and reference levels of the battery, taking account of limit values battery charge and discharge power;
  • the starting of the internal combustion engine is determined as a function of the electric power to be supplied to the battery, of the electric power absorbed by the electric motor and as a function of a difference between the value of the torque requested by the driver and the value of the torque supplied by the electric motor;
  • an electric power required is determined as a function of the engine torque requested by the driver, taking into account, at least when this torque is greater in absolute value than a minimum value, a performance of the electric motor ;
  • a setpoint value of the torque supplied by the electric motor is determined as a function of the motor torque requested by the driver multiplied by, at least when the required electric power is greater in absolute value than a threshold value , the ratio of the electric power likely to be supplied to the electric motor divided by the electric power required, the electric power likely to be supplied to the electric motor taking into account the electric power required, the real power supplied by the generator, the power likely to be supplied by the battery, and the maximum power likely to be absorbed by the engine;
  • the power train is a hybrid set in parallel in which the electric motor and the motor thermiq ue each drive either at least one and the same drive wheel or different drive wheels;
  • the electric motor only delivers engine torque if the driver causes a sudden increase in the requested torque
  • the heat engine is controlled to provide maximum torque;
  • the thermal engine is controlled to provide a setpoint torque at least equal to an optimal torque corresponding to optimal efficiency conditions of the heat engine;
  • the thermal engine is controlled to supply a setpoint torque at least equal to a filtered value of the torque requested by the driver; and - if a filtered value of the torque requested by the driver is greater than the maximum torque of the heat engine, the electric motor is requested to supply, as far as possible, the quantity of missing torque.
  • FIG. 1 is a schematic view illustrating the architecture of a motor vehicle with hybrid motorization, of the parallel type
  • FIG. 2- is a view similar to that of Fig ure 1 illustrating a hybrid vehicle of series type
  • FIGS. 4A to 4H illustrate a flowchart of a management strategy according to the invention, more particularly intended for a vehicle of the hybrid type in series.
  • a heat engine 10 and an electric motor 12 are both capable of driving the driving wheels of the vehicle directly.
  • the heat engine 1 0 is generally an internal combustion engine of the reciprocating piston or rotary piston type or else of the turbine type. It is supplied with energy in chemical form by a liquid or gaseous fuel of the hydrocarbon type.
  • the electric motor 12 is electrically connected to a storage battery 16 carried by the vehicle, optionally by means of an inverter converter 17.
  • the two motors 10, 12 each drive an input shaft 18 in rotation, 20 of a power distribution member 22, the output shaft or shafts 24 of which drive the drive wheels in rotation.
  • the power distribution member 22 may comprise for example a gearbox, a differential and one can choose to interpose between at least one of the motors and the corresponding input shaft 1 8, 20, a device for clutch 25 which makes it possible to couple or uncoupled to will the engine relative to the power distribution member 22.
  • the vehicle thus equipped can therefore be driven either with the aid of a single thermal engine 1 0, or with the aid of only the electric motor 12, or with the aid of the two motors simultaneously.
  • the heat engine can have its power distributed between on the one hand the drive of the drive wheels 14, and on the other hand the drive in rotation of the “inverted” electric motor which then turns into an electric generator capable of recharging. the storage battery 16.
  • the electric motor 12 can optionally be used to start the thermal motor 1 0.
  • the electric motor 12 is connected directly to the drive wheels, possibly by means of a power distribution member (not shown).
  • the electric motor 12 can be supplied with electric energy by the storage battery 16 or by an electric generator 26 which is driven by the electric motor 12.
  • inverter converters 17 and rectifier 19 it is possible to provide inverter converters 17 and rectifier 19 if the electric motor is to be supplied with alternating current.
  • each of the main elements of the vehicle is provided with a local control unit, each of these local units being in turn controlled by a central management unit which makes it possible to centralize at the same time information concerning the state of each of the organs, information as for the state of the vehicle and also information as for the wishes of the driver.
  • the central management unit aims in particular to control the two motors 1 0, 12 so as to make the best use of the energy of the vehicle which is stored either in the electric form in the batteries, or in the form of fuel of the hydrocarbon type.
  • the aim of this management is also to respond at all times as satisfactorily as possible to the wishes of the driver regarding the acceleration and deceleration of the vehicle, this wish being preferably represented by a driving torque C requested at the level of the wheels. driving.
  • Two main tasks are executed cyclically by the central management unit, namely on the one hand the decision to start or stop the internal combustion engine 1 0 and, on the other hand, the determination of the torque setpoints or of power which must supply the electric motor and the internal combustion engine to ensure the drive of the vehicle in accordance with the wishes of the driver.
  • these two tasks are performed in parallel and they are executed at different frequencies.
  • the task of determining the torque setpoints to be supplied by the electric motor and the heat engine will for example be executed every forty milliseconds while the task of deciding whether to start or stop the heat engine will be by example performed every second.
  • the strategy for managing the hybrid vehicle according to the invention will be more particularly described below according to two embodiments, one of which is more particularly suited to a hybrid vehicle of the parallel type illustrated in FIG. 1, and the another is more particularly suitable for a hybrid vehicle of the series type illustrated in FIG. 2.
  • FIG. 3A the two main tasks which are executed in parallel with each other, at different frequencies, have been illustrated.
  • the frequencies of 1 hertz and 25 hertz given here for on the one hand the task 1 1 00 of decision to start and stop the thermal engine, and on the other hand the task 1200 determination of torque settings of the motors 1 0, 12 are nonlimiting examples which illustrate the choice according to which the second of these frequencies is much higher than the first.
  • steps 1 101 and 1 102 two filtered values of the requested torque C requested by the driver are calculated.
  • the filters used are for example first order filters, of the low pass type.
  • the first value Cdemandé_filtre1 corresponds to an average of Cdemandé over a very short interval preceding the instant of the calculation and remains representative of the instantaneous value C requested.
  • the value Cdemandé_filtre2 corresponds to a clipped average value of Cdemandé and it is therefore representative of a medium-term trend - of the torque demand formulated by the driver.
  • step 1103 a test is carried out in step 1103 to check whether the heat engine 10 is available, that is to say if it is in a condition to deliver engine torque. If so, the Boolean variables which have just been calculated are kept such that, otherwise, as can be seen in step 1104, the Boolean values th_roulage, th_régénération and th_récupération are forced to zero.
  • step 1111 it is first of all calculated two levels of threshold Cbas and Chaut to which the filtered values of the requested torque will be compared. These threshold values are notably determined as a function of the state of charge of the battery_ gauge 16.
  • step 1112 it is first checked whether the filtered value Cdemandé_filtre1, representative of the instantaneous torque requested by the driver, is greater than the upper threshold level Chaut. If so, a boolean variable intermediate hyst_mode_couple is forced to the “hybrid” value in step 1 1 1 3. If not, in step 1 1 14, it is checked whether the two filtered values of the requested torque Cdemandé_filtre1 and Cdemandé_filtre2 are simultaneously lower than the lower level couple Cbas. In the affirmative, the boolean value hyst_mode_couple is forced in step 1 1 1 5 to the value "electric". If not, the boolean variable hyst_mode_couple is not changed.
  • step 1 1 16 it is then checked whether the boolean variable hyst_mode_couple is equal to the value "hybrid". If so, the boolean value th_roulage is forced to 1 in step 1 1 1 8. If not, the boolean value th_rou iage is forced to zero in step 1 1 17.
  • step 1121 it is first checked whether the state of charge of the battery 16, represented by the variable gauge_battery, is less than a lower threshold level thresholdjauge_bas. In the affirmative, a boolean variable hyst_mode_batterie is forced to the value “hybrid” in step 1 122. In the negative, it is checked in step 1 123 if the value gauge_battery is greater than a higher threshold level thresholdjauge_haut. If so, the boolean variable hyst_mode_batterie is forced to the value “electric” in step 1 124. If not, the variable hyst_mode_batterie retains the same value as during the previous execution of the task.
  • step 1125 it is checked whether the variable hyst_mode_batterie is equal to the value "hybrid”. If yes, the value th_recovery is forced to the value 1 in step 1 127. If not, this variable is forced to the value zero in step 1 126.
  • Task 1 1 30 is described with reference to Figure 3E. The aim of this task is to determine the value of the boolean variables th_regeneration, electric_request " and thermal_request. According to one aspect of the invention, the strategy of managing the powertrain of the hybrid vehicle which is proposed here allows the driver to select one of three operating modes of the power train.
  • the driver prohibits the use of a heat engine.
  • the boolean variables hyst_mode_couple and hyst_mode_batterie are forced to the variable “electrical”, the variable demand_electric is forced to the value “true”, the variable demand_thermiq ue -is forced to the value “false” and the variable th_regeneration is forced to the value "0".
  • the driver can also select an operating mode in regeneration of the power train.
  • This operating mode requires the powertrain to start the internal combustion engine to ensure, in addition to driving the vehicle, recharging the battery 16.
  • the boolean variables hyst_mode_couple and hyst_mode_batterie are in this case forced to the value "Hybrid”.
  • the boolean variables electrical_request and thermal_request are forced to the value “true” while the variable th_regenerate is forced to the value “1”.
  • the driver can also select a hybrid operating mode of the power train. In this operating mode, the heat engine 10 will only be used when necessary, as will be seen later. In this mode, the demand_electric variable is forced to the value “true”. The demand_thermiq ue variable is forced to the value “true” if one or other of the variables hyst_mode_batterie and hyst_mode_couple are equal to the value "hybrid”. Otherwise, the demand_thermiq ue variable is forced to the value "false”. The variable th_regeneration is forced to the value "0".
  • the second main task 1200 of this first strategy for managing a hybrid vehicle will now be described, with reference to FIGS.
  • This second task 1200 which consists in determining the set point couples Ce_ref and Ct_ref of the electric motor and of the heat engine, itself comprises two lower level tasks r 121 0 and 1220 which will be explained respectively in FIGS 3G at 3H and 31 at 3K.
  • the purpose of task 121 0 is to determine limit motor torques for the electric motor and the internal combustion engine.
  • step 121 1 it is first checked whether the heat engine is available.
  • variables of limiting torque Ctmax and Ctmin of the thermal engine are respectively assigned the values Cth_traction_max and Cth_kenage_max which are linked in particular to the speed and the temperature of the engine used. If not, the values of Ctmax and Ctmin are forced to zero in step 1213. In step 1214, it is then checked whether the electric motor is available. If not, the variables Cemax and Cemin are forced to zero in step 1217.
  • the variable Cemin is assigned to step 121 5 the larger of two values among: - a value Cel_freinage_max, which depends in particular on the supply voltage and the temperature of the motor; - PbatmaxR X -.
  • the value of the maximum torque of the electric motor is determined in task 1216 which is broken down in fig ure 3H. Indeed, it is first of all tested in step 1216a if the variable th_regeneration is equal to 1, that is to say if the driver has selected the operating mode in regeneration of the power unit. If so, we can see that the value of Cemax is forced to zero in step 1216c, unless the driver, as verified in step 1216b, performs a kickdown maneuver by which it increases significantly and quickly the requested torque. This maneuver generally corresponds to a rapid depressing of the accelerator pedal.
  • step 1216a the value Cemax is fixed in step 1216d to the smallest of the values:
  • the task 1220 for calculating the torque setpoints Ce_ref and Ct_ref illustrated in FIG. 31 comprises two sub-tasks 1221 and 1222 which will be described respectively with reference to FIGS. 3J and 3 K.
  • the sub-task 1221 consists in calculating a intermediate value Ct_ref_int. For this, it is first determined, in step 1221 a, a value Ct_ref1 which is equal to the largest of three values:
  • step 1221 c this variable Ct_ref1 is filtered by a low-order first order filter to give the intermediate variable Ct ref int.
  • step 1222 of adjusting Ce_ref and Ct_ref will now be described with reference to FIG. 3K.
  • step 1222a the value of Ct_ref is first of all fixed at the value Ct_ref_int determined above. Then, in step 1222b, it is checked whether this value is greater than the value Ctmax. If so, in step 1222c, Ct_ref is forced to the value Ctmax and Rt_sup is forced to the value zero. If not, in step 1222d, the value of Rt_sup is fixed at the difference of Ctmax-Ct_ref.
  • step 1222e it is then checked at step 1222e if the value of Ct_ref is less than the value of Ctmin. If so, in step 1222f, Ct_ref is forced to the value r Ctmin and Rt_inf is forced to zero. If not, Rt_inf is set equal to the difference between Ct_ref and Ctmin in step 1222g.
  • Ct_ref is then forced to the value Cdem-Ct_ref
  • Re_sup is forced to the value Cemax-Ce_ref
  • the variable Re_inf is forced to the value Ce_ref-Cemin at step 1222h.
  • step 1 222i i l is checked if the value of
  • step 1222j the variable D_sup is fixed at the value Rt_sup + Re_sup
  • the variable Ce_ref is fixed at the value Cemax
  • the value Re_sup is fixed at zero
  • the variable Re_inf is fixed at the value of the difference between Cemax and Cemin. Then, in step 1222k, it is checked whether the value D_sup is negative.
  • step 12221 the variable Ct_ref is fixed at the value Ct_max and the variable Rt_sup is fixed at zero; otherwise, in step 1222m, the variable Ct_ref is fixed at the value Ctmax-D_sup and the variable Rt_sup is fixed at the value D_sup.
  • step 1222p the variable D_inf is fixed r at the value Rt_inf + Re_inf
  • the variable Ce_ref is fixed equal to the value Cemin
  • the variable Re_sup is fixed equal to the difference of Cemax minus Cemin
  • the variable Re_inf is fixed at the value zero.
  • step 1222q it is checked whether the variable D_inf is negative. If so, in step 1222s, the variable Ct_ref is fixed equal to the value r Ctmin and the variable Rt_inf is fixed to the value n ulle. If not, the variable Ct__ref is fixed equal to the value Ctmin + D_inf and the variable Rt_inf is fixed equal to the value D_inf.
  • the engine when the driver has selected the hybrid operating mode for the powertrain, the engine is started during task 1 1 30, if one of the variables hyst_mode_batterie and hyst_mode_couple is equal to the value "hybrid". If neither is at the hybrid value, the engine is stopped.
  • the heat engine can start if the driver requests a torque requested from the wheel sufficiently high that the variable Cdemandé_filtre 1 is greater than the high threshold Chaut.
  • the thermal engine is started when the battery charge level becomes lower than a lower threshold level.
  • stopping the the heat engine is only caused when both the conditions of step 1114 and of step 1123 are satisfied, that is to say when the battery reaches a state of charge greater than one. . upper threshold level and when, at the same time, the instantaneous and average filtered values of the torque requested by the driver are less than a low threshold level.
  • the decision to start the heat engine depends in particular on the level of charge of the battery, the instantaneous torque requested by the driver, and the average torque requested by the driver.
  • the value of the torque Ct_ref which will be requested from the heat engine depends on the variables th_roulage and th_récupération determined by tasks 1110 and 1120.
  • the value of th_recovery is equal to 1 so that the calculated intermediate value Ct_ref1 in step 1221b cannot be less than the torque Ct_optimal that the motor provides when it is controlled under optimal performance conditions.
  • the value Ct_ref of the setpoint torque imposed on the heat engine cannot therefore fall below a level corresponding to this optimal torque.
  • step 1110 when the condition of step 1112 has been fulfilled and as long as that of step 1114 has not been, the value of the variable th_roulage is equal to 1 so that, under these conditions, the value of Ct_ref1 calculated in step 1221b cannot be less than the torque requested by the driver.
  • FIGS. 4A to 4H a second strategy for managing a hybrid vehicle according to the invention intended more particularly to be applied in the context of a hybrid vehicle of the series type.
  • This second strategy calls on a series of variables which are grouped and explained in the table below.
  • the central management unit of the powertrain is responsible for the execution of three main tasks.
  • the first 21 00 of these tasks here consists in determining the torque setting of the electric motor. It is executed for example every forty milliseconds, that is to say at a frequency of 25 hertz.
  • the second task 2200 is executed, which consists of the decision to start or stop the heat engine. Its period is one second and its frequency is 1 hertz.
  • I t is also provided a third main task 2300, also executed in parallel, and during which the power setpoint of the electric generator Pge_ref is determined. Its execution period is for example 500 milliseconds, corresponding to a frequency of 2 hertz to take account of the inertia of the assembly formed by the internal combustion engine and the generator.
  • the task 2100 for determining the torque setpoint of the electric motor Ce_ref begins with the execution of the sub-task 21 1 0 for calculating the required electric power Pel_demandé.
  • step 21 1 the Pel value of the power absorbed by the electric motor is determined. This power is positive when the engine drives the vehicle and it is negative when, during a vehicle slowing down, the electric motor is used as a generator to recharge the battery 16. This Pel value is equal to the voltage of the electrical supply network multiplied by the sum of the currents supplied by the battery on the one hand and by the electric generator on the other.
  • step 21 12 the mechanical power supplied by the electric motor Pmec is defined as being the product of the setpoint torque Ce_ref by the speed of rotation N of the electric motor 12.
  • step 21 1 3 the requested mechanical power Pmec_demandé is defined as being equal to the torque Cdemandé by the driver multiplied by the speed N of rotation of the electric motor.
  • step 21 14 it is determined whether the absolute value of the mechanical power Pmec is greater than a threshold value Pmini. If so, a step 21 1 5 defines an efficiency of the electric motor which is equal to the absolute value of the ratio of the electric power Pel divided by the mechanical power Pmec. If not, the value of this yield is arbitrarily set to 1 in step 21 16.
  • step 21 17 a filtered value R_filter of this efficiency is determined, for example using a first order filter.
  • step 21 18 the. requested electrical power
  • Pel_demandé is determined as being the product of the filtered value of efficiency by the mechanical power required.
  • step 21 01 The execution of task 21 00 for determining the torque setting of the electric motor then continues at step 21 01 during which it is checked whether the absolute value of the electric power requested is greater than a threshold level Pmini. If not, the setpoint torque Ce_ref is set equal to the torque requested by the driver. If so, it is first determined the power Pge provided by the generator. If it delivers a current Ige, this power is worth U times Ige.
  • step 2103 the traction power which the battery 16 must supply is calculated.
  • This value Pbat_demandé is equal to the electric power necessary to supply the requested torque minus the power supplied by the generator.
  • step 2104 the power capable of being supplied by the battery is determined as being the minimum value between the following two values:
  • step 21 05 it is then determined the electric power which the system can be supplied with, this value being the smaller of the following two values: the maximum power of the thermal engine
  • Pmoteur_max the sum of the power likely to be supplied by the battery (Pbat_possible) with the power supplied by the generator Pge.
  • the reference torque Ce_ref is determined as being the product of the torque requested by the driver by the ratio of the electric power that the system can provide divided by the requested electric power.
  • the second main task 2200 of this second strategy for managing a hybrid vehicle consists in the decision to start or stop the thermal engine. As can be seen in the. FIG. 4C, this task 2200 begins with the execution of task 231 0 for calculating the recharging power of the battery which is illustrated in FIG. 4G. As can be seen in this figure, it is therefore determined, in steps 2312, 231 3, 2314, a reference state of charge Soc_ref according to the operating mode selected by the driver of the vehicle.
  • step 231 5 a difference value is determined between this reference state of charge Soc_ref and the real state of charge.
  • the requested battery power is defined as being a filtered value of this difference, for example by a first order filter.
  • step 231 7 it is verified that this calculated value of the battery recharging power does not exceed the limit powers of charge and discharge of the battery, in which case the recharging power of the battery battery is forced to one of these limit values.
  • the task of deciding whether to start or stop the thermal engine can then be carried out in step 2201 in which the electrical power Pel is determined in the same way as seen above in step 21 1 1. This electrical power is filtered by a first order filter to obtain in step 2202 the variable Pel_filtreB.
  • This calculation of the value deviation_provision is the subject of task 221 0 illustrated in FIG. 4E in which it can be seen that this value is obtained by filtering through a first order filter the difference between the torque requested by the Cdemandé driver and the torque provided by the Ce_ref electric motor.
  • step 2203 The task of deciding whether to start or stop the heat engine is continued in step 2203 by determining the value of the power requested from the electric generator Pge_demB. This value is equal to a weighted sum of the previously calculated values Pbat_demandé, Pel_filtreB and Ecart_prestation.
  • Pge_demB a threshold value
  • Pge_mini a threshold value
  • the Boolean variable GE_requested is forced to the value "true” and the heat engine is then started to supply electric current.
  • the variable G E_requested is forced to the value "false" in step 2206 so that the heat engine is commanded to stop.
  • a task setpoint for the power of the electric generator Pge_ref is calculated at task 2300.
  • This task illustrated in Fig ure 4F begins with the execution of the task of the lower level 231 ⁇ 0 q ui has been described above and which consists of the calcu of the charging power of the battery.
  • step 2301 the electric power Pel absorbed by the electric motor is calculated in the same way as was seen in steps 2201 and 21 1 1.
  • This value is then filtered in step 2302, for example by a first order filter, to give an intermediate value Pel_filtreA.
  • step 2303 it is determined the weighted sum Pge_demA of the recharge power of the battery Pbat_demandé with the value Pel_filtreA calculated in step 2302.
  • step 2304 the power of cp.signe of the electric generator Pge_ref is defined as being the smallest the value Pge_demA, calculated in step 2303, and the maximum power likely to be supplied by the generator Pge_max.
  • the decision to start a thermal engine depends in particular on the following three parameters:

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Abstract

L'invention propose un véhicule automobile à motorisation hybride comportant un moteur électrique et un moteur thermique, du type dans lequel une unité centrale de gestion exécute une première tâche (1200) comportant la détermination du couple que doit fournir chaque moteur pour fournir un couple moteur conforme à un couple demandé par le conducteur, et du type dans lequel le moteur thermique est susceptible d'être arrêté, caractérisé en ce que, au moins pour certains modes de fonctionnement, l'unité centrale exécute une deuxième tâche (1100) au cours de laquelle est décidé l'arrêt ou le démarrage du moteur thermique, et en ce que la première et la deuxième tâche sont exécutées en parallèle, la fréquence d'exécution de la deuxième tâche étant inférieure à celle de la première tâche.

Description

Véhicule automobile à motorisation hybride
L'invention concerne un véhicule automobi le à motorisation hybride comportant des moyens perfectionnés de gestion de l'énergie. L'invention concerne plus particulièrement un véhicule automobile à motorisation hybride, du type dans lequel un ensemble motopropulseur comporte un moteur électrique et un moteur thermique qui sont susceptibles de contribuer à l'entraînement du véhicule, et du type dans lequel une unité centrale de gestion exécute une première tâche comportant la détermination du couple que doit fournir chaque moteur pour que l'ensemble motopropulseur fournisse au véhicule un couple moteur conforme à un couple demandé par le conducteur du véhicule, et du type dans lequel le moteur thermique est susceptible d'être arrêté, le véhicule étant alors entraîné par le seul moteur électrique alimenté en courant électrique par une batterie d'accumulateurs.
Dans la recherche de véhicules moins polluants que les véhicules automobiles ne comportant qu'un unique moteur thermique, les véhicules à motorisation hybride se présentent comme une alternative particulièrement intéressante aux véhicules strictement électrique.
En effet, ces derniers présentent l'avantage de n'émettre par eux-mêmes aucune substance toxique tout en étant à la fois particulièrement silencieux et économiques à l'usage. Cependant, les véhicules électriques ne tirent leur énergie que des seules batteries d'accumulateurs qu'ils embarquent avec eux. Or, étant données les faibles performances des batteries d'accumulateurs actuellement connues, du moins celles susceptibles d'être utilisées à un coût raisonnable dans un véhicule automobile, les véhicules électriques ne peuvent emmagasiner qu'une quantité d'énergie relativement faible, en dépit d'une masse conséquente, ce qui leur confère à la fois une faible autonomie et de faibles performances.
Aussi, la solution d'une motorisation hybride comportant un moteur thermiq ue susceptible de participer à l'entraînement du véhicule permet de réaliser des véhicules présentant des performances et une autonomie bien plus élevée, satisfaisante pour un usage normal d u véhicule.
Il existe deux types principaux de véhicules hybrides. Dans les véhicules hybrides série , seu l le moteur électrique est susceptible d'entraîner directement les roues motrices d u véhicule, éventuellement au travers d ' u ne boîte de vitesses, d' un différentiel et/ou d'un embrayage. Le moteur électrique tire son énerg ie d'une batterie d'accumulateurs rechargée d'une génératrice électriq ue q ui est entraînée par le moteur thermique.
Dans un tel type de véhicule hybride, le moteur électrique est donc toujours en fonctionnement et le moteur thermiq ue peut soit être arrêté, le véhicule fonctionnant alors en mode électrique pur, soit être mis en marche de manière que la génératrice prod uise de l'électricité en vue d'alimenter le moteur électrique et/ou de recharger les batteries .
Dans un véhicu le hybride parallèle, le moteur thermiq ue et le moteur électrique sont tous les deux reliés, généralement par un système de boîte de vitesses à deux entrées, aux roues motrices du véhicule. Généralement, un embrayage est interposé entre chaque moteur et les roues motrices pour permettre le désaccouplement du moteur lorsq ue celui-ci n'est pas utilisé pour l'entraînement. Les véhicules automobiles de type hybride parallèle peuvent donc être entraînés soit à l'aide du seul moteur électrique, soit à l'aide du seul moteur thermique, ou encore à l'aide des deux moteurs simultanément. Par ailleurs, dans certaines config urations, il est possible d' utiliser le moteur électriq ue pour assurer le démarrage du moteur thermique et le moteu r électrique peut aussi être « inversé » de telle sorte que, le moteur thermique entraînant en rotation le moteur électriq ue, éventuellement en même temps qu'il entraîne en rotation les roues motrices d u véhicule, assure le rechargement des batteries.
I l est à noter qu'il existe une variante de réalisation des véhicules hybrides en parallèle dans lesquels chacun des deux moteurs thermique et électriq ue est accouplé non pas à un même essieu , mais à des essieux différents.
Quel q ue soit le type de véh icule hybride envisagé , il est donc nécessaire de gérer le plus efficacement possible la commande de chacun des moteurs thermique et électrique pour assurer l'entraînement du véhicule selon les desiderata d u conducteur q ui détermine à chaq ue instant le couple moteur nécessaire à l'avancement d u véhicule pour assurer l'accélération ou la décélération d u véhicule, ou le maintien du véhicule à une vitesse stabilisée.
Notamment, le choix de l'utilisation ou non d u moteur thermique est particulièrement crucial car il permet de déterminer l'autonomie d u véhicule, ses performances , tout cela dans la mesure où la mise en route du moteur thermique est effectivement possible, ce qui peut par exemple être interdit dans certaines zones au trafic particulièrement dense ou à certaines périodes pour limiter la pollution.
Par ailleurs, il est nécessaire q ue les transferts de répartition de la puissance fournie par chacun des moteurs se fassent de manière « transparente » pour le conducteur, c'est-à-dire en ne produisant qu'un minimum de perturbations et d'à-coups.
Aussi, l'invention propose un véhicule automobile d u type décrit précédemment, caractérisé en ce que , au moins pour certains modes de fonctionnement de l'ensemble motopropulseur, l'unité centrale exécute une deuxième tâche au cours de laquelle est décidé l'arrêt ou le démarrage du moteur thermique, en ce q ue la première tâche et la deuxième tâche sont exécutées en parallèle, et en ce q ue la fréq uence d'exécution de la deuxième tâche est inférieure à celle de la première tâche.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention : le cond ucteur peut imposer à l'ensemble motopropulseur un mode de fonctionnement électrique dans lequel le moteur thermique est arrêté ; le cond ucteur peut imposer à l'ensemb le motopropulseur un mode de fonctionnement de régénération dans leq uel le moteur thermique est utilisé notamment pour assurer le rechargement de la batterie ; le conducteur peut imposer à l'ensemble motopropulseur un mode de fonctionnement hybride dans lequel l'unité centrale exécute la deuxième tâche au cours de laquelle est décidé l'arrêt ou le démarrage d u moteur thermique ;
- la décision d'arrêt ou de démarrage du moteur thermiq ue est prise notamment en fonction d'un niveau de charge de la batterie ;
- le démarrage d u moteur thermique est décidé ou confirmé lorsque le niveau de charge de la batterie est inférieur à un niveau de seuil bas, et en ce que l'arrêt d u moteur thermique est susceptible d'être décidé ou d'être confirmé lorsque le niveau de charge de la batterie est supérieur à un niveau de seuil haut ; - la décision d'arrêt ou de déma rrage d u moteu r thermique est prise notamment en fonction d u couple instantanée demandé par le conducteur ; - la décision d'arrêt ou de démarrage du moteur thermique est prise notamment en fonction du couple moyen demandé par le conducteur pendant un intervalle de temps prédéterminé précédant de la décision ; - le démarrage du moteur thermiq ue est décidé - ou confirmé lorsque le couple instantané demandé par le conducteur est supérieur à un niveau de seuil haut, et en ce que l'arrêt du moteur thermique est susceptible d'être décidé ou d'être confirmé lorsque le couple instantané et le couple moyen demandés par le cond ucteu r sont inférieurs à un niveau de seuil bas ;
- l'arrêt du moteur thermique est décidé ou confirmé lorsq ue, à la fois, le niveau de charge de la batterie est supérieur à un niveau de seuil haut et le couple instantané et le couple moyen demandés par le conducteur sont inférieu rs à un niveau de seuil bas ;
- la décision d'arrêt ou de démarrage d u moteur thermique est prise notamment en fonction d'un écart entre le couple demandé par le conducteur et le couple effectivement fourni par l'ensemble motopropulseur ;
- en fonctionnement du mode de fonctionnement sélectionné par le conducteur, il est fixé un niveau de consigne de charge de la batterie ;
- l'ensemble motopropulseur est un ensemble hybride en série dans lequel les -.roues motrices du véhicule sont entraînées exclusivement par le moteur électrique q ui est alimentée par du courant électrique provenant soit de la batterie soit d'une génératrice entraînée par le moteur thermique ; - i l est déterminé la puissance électriq ue à fourn ir à la batterie en fonction d'un écart entre les niveaux réel et de référence de la batterie, en tenant compte de valeurs limites de puissance de charge et de décharge de la batterie ;
- le démarrage d u moteur thermiq ue est déterminé en fonction de la puissance électrique à fournir à la batterie, de la puissance électrique absorbée par le moteur électriq ue et en fonction d'un écart entre la valeur du couple demandé par le cond ucteur et la valeur du couple fourni par le moteur électriq ue ;
- il est déterminé un niveau de consigne de la p uissance fournie par la génératrice en fonction de la puissance " réelle fournie par la génératrice, de la puissance réelle fourn ie par la batterie, et de la puissance à fournir à la batterie, en tenant compte la puissance maximale susceptible d'être fourn ie par la génératrice ;
- il est déterminé une puissance électriq ue nécessaire en fonction d u couple moteur demandé par le cond ucteu r, en tenant compte, au moins lorsq ue ce couple est supérieur en valeur absolue à une valeur minimale, d'un rendement du moteu r électriq ue ;
- il est déterminé une valeur de consig ne d u couple fourn i par le moteur électriq ue en fonction du couple moteur demandé par le cond ucteur multiplié par, au moins lorsq ue la puissance électriq ue nécessaire est supérieure en valeur absolue à une valeur de seuil , d u rapport de la puissance électrique susceptible d'être fournie au moteur électriq ue divisée par la puissance électrique nécessaire, la puissance électrique susceptible d'être fournie au moteur électriq ue tenant compte de la puissance électrique nécessaire, de la puissance réelle fournie par la génératrice, de la puissance susceptible d'être fournie par la batterie, et de la puissance maximale susceptible d'être absorbée par le moteur ;
- l'ensemble motopropulseur est un ensemble hybride en parallèle dans leq uel le moteur électriq ue et le moteur thermiq ue entraînent chacun soit au moins une même roue motrice soit des roues motrices différentes ;
- l'ensemble motopropulseur fonctionne en mode de régénération , le- moteur électrique ne délivre un couple moteur que si le cond ucteur provoque une hausse brutale du couple demandé ;
- lorsque l'ensemble motopropulseur fonctionne en mode de régénération, le moteur thermique est commandé pour fournir un couple maximal ; - lorsq ue l'ensemble motopropulseur fonctionne en mode hybride et que le niveau de charge de la batterie est précédemment devenu inférieur à un niveau de seuil bas et n'a pas encore dépassé un niveau de seuil haut, le moteu r thermiq ue est commandé pour fournir un couple de consig ne au moins égal à un couple optimal correspondant à des conditions de rendement optimales du moteur thermique ;
- lorsque l'ensemble motopropulseur fonctionne en mode hybride et que le couple instantané demandé par le conducteur est précédemment devenu supérieur à un niveau de seuil haut sans être redevenu inférieur à un niveau de seuil bas en même temps q ue le niveau moyen est inférieu r au niveau de seuil bas, le moteur thermiq ue est commandé pour fournir un couple de consigne au moins égal à une valeur filtrée d u couple demandé par le conducteur ; et - si une valeur filtrée du couple demandé par le conducteur est supérieure au couple maximal du moteur thermique, le moteur électrique est sollicité pour fournir, dans la mesure du possible, la quantité de couple manquante.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique illustrant l'architecture d'un véhicule automobile à motorisation hybride, de type parallèle ;
- la figure 2-est une vue similaire à celle de la fig ure 1 illustrant un véhicule hybride de type série ;
- les fig ures 3A à 3K sont des organigrammes illustrant une première stratégie de gestion d' un véhicule hybride conforme aux enseig nements de l'invention , plus particulièrement destinée à un véhicule hybride de type parallèle ; et - les fig ures 4A à 4H illustrent un organig ramme d'une stratég ie de gestion selon l'invention , plus particulièrement destinée à un véhicule de type hybride en série.
Dans un véhicule à motorisation hybride en parallèle, d u type de celle illustrée à la figure 1 , un moteur thermique 10 et un moteur électrique 12 sont tous les deux susceptibles d'entraîner d irectement les roues motrices d u véhicule.
Le moteur thermique 1 0 est généralement un moteur à combustion interne du type à pistons alternatifs ou à piston rotatif ou encore de type turbine. I l est alimenté en énerg ie sous forme chimique par un carburant liquide ou gazeux de type hyd rocarbure.
Le moteur électrique 12 est relié électriquement à une batterie d'accumulateurs 16 porté par le véhicule, éventuellement par le biais d'un convertisseur onduleur 17. Les deux moteurs 1 0 , 12 -.entraînent chacun en rotation un arbre d'entrée 18, 20 d'un organe de répartition de puissance 22 dont le ou les arbres de sortie 24 entraînent en rotation les roues motrices. L'organe de distribution de puissance 22 peut comporter par exemple une boîte de vitesses, un différentiel et on peut choisir d'interposer entre l'un au moins des moteurs et l'arbre d'entrée 1 8, 20 correspondant, un dispositif d'embrayage 25 qui permet d'accoupler ou de désaccoupler à volonté le moteur par rapport à l'organe de distribution de puissance 22.
Le véhicule ainsi équipé peut donc être entraîné soit à l'aide d u seul moteur thermique 1 0, soit à l'aide d u seu l moteu r électrique 12, soit à l'aide des deux moteurs simultanément. Éventuellement, le moteur thermique peut voir sa puissance répartie entre d'une part l'entraînement des roues motrices 14, et d'autre part l'entraînement en rotation du moteur électrique « inversé » qui se transforme alors en une génératrice électrique susceptible de recharger la batterie d'accumu lateurs 16.
De même, le moteur électriq ue 12 peut éventuellement être utilisé pour démarrer le moteur thermiq ue 1 0.
Dans le véhicule hybride de type série q ui est illustré à la figure 2, seul le moteur électrique 12 est relié directement aux roues motrices, éventuellement par le biais d'un organe de d istribution de puissance (non représenté) . Le moteur électriq ue 12 peut être alimenté en énergie électriq ue par la batterie d'accumulateurs 16 ou par une génératrice électriq ue 26 q ui est entraînée par le moteur électriq ue 12.
Dans tous les cas, il peut être prévu des convertisseurs ond uleur 17 et red resseur 1 9 si le moteur électrique doit être alimenté en courant alternatif.
De préférence, pour assurer la gestion de l'entraînement du véhicule, .chacun des éléments principaux du véhicule est pourvu d'une unité locale de commande, chacune de ces unités locales étant à son tour commandée par une unité centrale de gestion qui permet de centraliser à la fois les informations concernant l'état de chacun des organes, des informations quant à l'état du véhicule et aussi des informations quant aux souhaits du conducteur.
L'unité centrale de gestion a notamment pour but de commander les deux moteurs 1 0, 12 de man ière à utiliser au mieux l'énerg ie d u véhicule qui est stockée soit sous la forme électriq ue dans les batteries, soit sous la forme de carburant de type hydrocarbure. Cette gestion a aussi pour but de répondre à tout moment de la manière la plus satisfaisante possible aux souhaits du conducteur quant à l'accélération et à la décélération d u véhicule, ce souhait étant de préférence représenté par un couple moteur Cdemandé au n iveau des roues motrices. Deux tâches principales sont exécutées cycliquement par l' unité centrale de gestion , à savoir d' u ne part la décision d u démarrage ou de l' arrêt d u moteur thermiq ue 1 0 et, d'autre part, la détermination des consignes d u couple ou de la puissance q ue doivent fournir le moteur électriq ue et le moteur thermiq ue pour assurer l'entraînement d u véh icule conformément aux souhaits du cond ucteur.
Selon l'invention , ces deux tâches sont effectuées en parallèle et elles sont exécutées à des fréq uences différentes. Ainsi, la tâche consistant à déterminer les consig nes de couple à fournir par le moteur électriq ue et le moteur thermiq ue sera par exemple exécutée toutes les quarante millisecondes tandis que la tâche de décision d u démarrage ou de l'arrêt du moteur thermique sera par exemple effectué toutes les secondes. En découplant de la .sorte ces deux tâches, on parvient à obtenir une gestion de la puissance fournie par l'ensemble motopropulseur constitué par les deux moteurs 1 0, 12 qui permet de répondre de manière quasi instantanée aux sollicitations du conducteur. De plus, en rendant la décision de démarrage et d'arrêt d u moteur thermiq ue indépendante de la gestion instantanée de la puissance, on évite de multiplier ces phases d'arrêt et de démarrage qui sont à la fois des sources de pollution accentuées et des sources d' instabilité q uant à la puissance totale fournie par les moteurs q ui peut se trad uire par des à-coups ressentis par le conducteur et les passagers d u véhicule.
La stratég ie de gestion du véhicule hybride selon l'invention sera plus particulièrement décrite ci-après selon deux modes de réalisation dont l'un est plus particulièrement adapté à un véhicule hybride de type parallèle illustré à la fig ure 1 , et dont l'autre est plus particulièrement adapté à un véhicule hybride de type série illustré à la fig ure 2.
La première de ces deux stratég ies fait appel à une série de variables q ui sont reg roupées et explicitées dans le tableau ci-dessous
Sur la figure 3A, on a illustré les deux tâches principales qui sont exécutées en parallèle l'une par rapport à l'autre, à des fréquences différentes. Bien entendu , les fréq uences de 1 hertz et de 25 hertz données ici pour d'une part la tâche 1 1 00 de décision de mise en route et d'arrêt du moteur thermiq ue, et d'autre part la tâche 1200 détermination des consignes de couple des moteurs 1 0, 12 sont des exemples non limitatifs qui permettent d'illustrer le choix selon leq uel la seconde de ces fréquences est largement supérieure à la première.
Chacune des tâches 1 1 00 et 1200 illustrées su r ces figures est décomposée en des tâches de niveau inférieur qui seront explicitées en référence aux figures 3B à 3K. L'étape 1 100 de décision de démarrage ou d'arrêt d u moteur thermique est explicitée sur la figure 3B. Tout d'abord , aux étapes 1 101 et 1 102, il est calculé deux valeurs filtrées du couple Cdemandé demandé par le conducteur. Les filtres utilisés sont par exemple des filtres du premier ordre, de type passe-bas. La première valeur Cdemandé_filtre1 correspond à une moyenne de Cdemandé sur un intervalle très court précédant l'instant du calcul et reste représentative de la valeur instantanée Cdemandé. Au contraire, la valeur Cdemandé_filtre2 correspond à une valeur moyenne écrêtée de Cdemandé et elle est donc représentative d'une tendance à moyen terme -de la demande de couple formulée par le conducteur.
Une fois ces deux valeurs calculées, sont exécutées trois tâches de niveau inférieur au cours desquelles sont déterminées des variables booléennes intermédiaires th_roulage (tâche 1110), th_récupération (tâche 1120), th_régénération, demande_électrique et demande_thermique (tâche 1130).
Ces tâches de niveau inférieur seront explicitées par la suite.
Une fois ces valeurs déterminées, il est effectué à l'étape 1103 un test pour vérifier si le moteur thermique 10 est disponible, c'est-à-dire s'il est en état de délivrer un couple moteur. Dans l'affirmative, les variables booléennes qui viennent d'être calculées sont conservées telles que, sinon, comme on peut le voir à l'étape 1104, les valeurs booléennes th_roulage, th_régénération et th_récupération sont forcées à zéro.
La tâche 1110 de détermination de la valeur de la variable booléenne th_roulage est décrite maintenant en référence à la figure 3C. A l'étape 1111, il est tout d'abord calculé deux niveaux de s.euil Cbas et Chaut auxquels vont être comparées les valeurs filtrées du couple demandé. Ces valeurs de seuil sont notamment déterminées en fonction de l'état de charge jauge_batterie de la batterie 16.
A l'étape 1112, on vérifie tout d'abord si la valeur filtrée Cdemandé_filtre1 , représentative du couple instantané demandé par le conducteur, est supérieure au niveau de seuil supérieur Chaut. Dans l'affirmative, une variable booléenne intermédiaire hyst_mode_couple est forcée à la valeur « hybride » à l'étape 1 1 1 3. Dans la négative, à l'étape 1 1 14 , on vérifie si les deux valeurs filtrées du couple demandé Cdemandé_filtre1 et Cdemandé_filtre2 sont inférieures simultanément au niveau inférieur de couple Cbas. Dans l'affirmative, la valeur booléenne hyst_mode_couple est forcée à l'étape 1 1 1 5 à la valeur « électrique » . Dans la négative, la variable booléenne hyst_mode_couple n'est pas mod ifiée.
A l'étape 1 1 16, on vérifie alors si la variable booléenne hyst_mode_couple est égale à la valeur « hybride » . Dans l'affirmative, la valeur booléenne th_roulage est forcée à 1 à l'étape 1 1 1 8. Dans la négative, la valeur booléen ne th_rou iage est forcée à zéro à l'étape 1 1 17.
La tâche 1 120 de détermination de la valeur de la variable booléenne th_récupération sera maintenant décrite en référence à la figure 3D . A l'étape 1 121 , il est tout d'abord vérifié si l'état de charge de la batterie 16 , représentée par la variable jauge_batterie, est inférieur à un niveau de seuil inférieur seuiljauge_bas. Dans l'affirmative, une variable booléenne hyst_mode_batterie est forcée à la valeur « hybride » à l'étape 1 122. Dans la négative, on vérifie à l'étape 1 123 si la valeur jauge_batterie est supérieure à un niveau de seuil supérieur seuiljauge_haut. Dans l'affirmative, la variable booléenne hyst_mode_batterie est forcée à la valeur « électrique » à l'étape 1 124. Dans la négative, la variable hyst_mode_batterie conserve la même valeur q u'au cours de l'exécution précédente de la tâche.
A l'étape 1 125, il est vérifié si la variable hyst_mode_batterie est égale à la valeur « hybride » . Dans l'affirmative, la valeur th_récupération est forcée à la valeur 1 à l'étape 1 127. Dans la négative, cette variable est forcée à la valeur nulle à l'étape 1 126. La tâche 1 1 30 est décrite en référence à la figure 3E. Cette tâche a pour but de déterminer la valeu r des variables booléennes th_régénération , demande_électrique " et demande_thermiquβ. Selon un aspect de l'invention , la stratég ie de gestion de l'ensemble motopropulseur du véhicule hybride qui est ici proposée permet au conducteur de sélectionner un parmi trois modes de fonctionnement de l'ensemble motopropulseur.
Dans un mode électrique, le cond ucteur interdit l'utilisation d u moteur thermique. Les variables booléennes hyst_mode_couple et hyst_mode_batterie sont forcées à la variable « électriq ue » , la variable demande_électriq ue est forcée à la valeur « vrai » , la variable demande_thermiq ue -est forcée à la valeur « faux » et la variable th_régénération est forcée à la valeur « 0 » .
Le cond ucteu r peut aussi sélectionner u n mode de fonctionnement en régénération de l'ensemble motopropulseur. Ce mode de fonctionnement impose à l'ensemble motopropulseur la mise en route d u moteur thermique pour assurer, en plus de l'entraînement du véhicule, la recharge de la batterie 16. Les variables booléennes hyst_mode_couple et hyst_mode_batterie sont dans ce cas forcées à la valeur « hybride » . Les variables booléennes demande_électriq ue et demande_thermiq ue sont forcées à la valeur « vrai » tand is que la variable th_régénératjon est forcée à la valeur « 1 » .
Le conducteur peut aussi sélectionner un mode de fonctionnement hybride de l'ensemble motopropulseur. Dans ce mode de fonctionnement, le moteur thermiq ue 10 ne sera utilisé qu'en cas de besoin , ainsi q ue cela sera vu par la suite. Dans ce mode, la variable demande_électriq ue est forcée à la valeur « vrai » . La variable demande_thermiq ue est forcée à la valeur « vrai » si l'une ou l'autre des variables hyst_mode_batterie et hyst_mode_couple sont égales à la valeur « hybride » . Sinon , la variable demande_thermiq ue est forcée à la valeur « faux » . La variable th_régénération est forcée à la valeur « 0 » . II va maintenant être décrit, en référence aux figures 3F à 3K, la deuxième tâche principale 1200 de cette première stratégie de gestion d'un véhicule hybride , cette deuxième tâche étant exécutée à une fréquence suffisamment rapide pour pouvoir satisfaire la demande du conducteur. Cette deuxième tâche 1200, q ui consiste en la détermination des couples de consigne Ce_ref et Ct_ref du moteu r électriq ue et du moteur thermique, comporte elle-même deux tâches de niveau inférieu r 121 0 et 1220 q u i seront explicitées respectivement aux fig ures 3G à 3H et 31 à 3K. Comme on peut le voir à la figure 3G, la tâche 121 0 a pour but la détermination de couples moteur limite pour le moteur électrique et le moteur thermiq ue. A l'étape 121 1 , il est tout d'abord vérifié si le moteur thermiq ue est disponible. Dans l'affirmative, des variables de couple limite Ctmax et Ctmin d u moteu r thermique se voient attribuer respectivement les valeurs Cth_traction_max et Cth_freinage_max qui sont liées notamment au régime et à la température d u moteur utilisé. Dans la négative, les valeurs de Ctmax et Ctmin sont forcées à zéro à l'étape 1213. A l'étape 1214 , il ..est ensuite vérifié si le moteur électriq ue est disponible. Dans la négative, les variables Cemax et Cemin sont forcées à zéro à l'étape 1217.
Dans l'affirmative, la variable Cemin se voit attribuée à l'étape 121 5 la plus grande de deux valeurs parmi : - une valeur Cel_freinage_max, qui dépend notamment de la tension d'alimentation et de la température d u moteur ; - PbatmaxR X — .
N
La valeur du couple maximum d u moteur électriq ue est déterminée à la tâche 1216 q ui est décomposée sur la fig ure 3H . En effet, il est tout d'abord testé à l'étape 1216a si la variable th_régénération est égale à 1 , c'est-à-dire si le conducteur a sélectionné le mode de fonctionnement en régénération de l'ensemble motopropulseur. Dans l'affirmative, on peut voir q ue la valeur de Cemax est forcée à zéro à l'étape 1216c, sauf si le cond ucteur, comme cela est vérifié à l'étape 1216b , effectue une manoeuvre de kickdown par laq uelle il augmente de manière importante et rapide le couple demandé. Cette manoeuvre correspond généralement à un enfoncement rapide de la pédale d'accélérateur.
Dans ce cas , ou en cas de réponse négative au test de l'étape 1216a, la valeur Cemax est fixée à l'étape 1216d à la plus petite des valeurs :
- PbatmaxD x —
N
- Cel_traction_max.
La tâche 1220 de calcul des consignes de couple Ce_ref et Ct_ref illustrée à la figure 31 comporte deux sous- tâches 1221 et 1222 qui seront décrites respectivement en regard des figures 3J et 3 K. La sous-tâche 1221 consiste en le calcul d'une valeur intermédiaire Ct_ref_int. Pour cela, il est d'abord déterminé, à l'étape 1221 a, une valeur Ct_ref1 qui est égale à la plus grande de trois valeurs :
- th_roulage x Cdemandé
- th_régénération x Ct_maximum
- th_récupération x Ct_optimal.
A l'étape 1221 c, cette variable Ct_ref1 est filtrée par un filtre d u premier ordre de type passe-bas pour donner la variable intermédiaire Ct ref int. L'étape 1222 d'ajustement de Ce_ref et de Ct_ref sera maintenant décrite en regard de la figure 3K. A l'étape 1222a, on fixe tout d'abord la valeur de Ct_ref à la valeur Ct_ref_int déterminée plus haut. Puis, à l'étape 1222b , il est vérifié si cette valeur est supérieure à la valeur Ctmax. Dans l'affirmative, à l'étape 1222c, Ct_ref est forcée à la valeur Ctmax et Rt_sup est forcée à la valeur nulle. Dans la négative, à l'étape 1222d, la valeur de Rt_sup est fixée à la différence de Ctmax-Ct_ref. Dans les deux cas de réponse à l'étape 1222b , il est ensuite vérifié à l'étape 1222e si la valeur de Ct_ref est inférieu re à la valeur de Ctmin . Dans l'affirmative , à l'étape 1222f, Ct_ref est forcée à la valeu r Ctmin et Rt_inf est forcée à zéro. Dans la négative, Rt_inf est fixée égale à la d ifférence entre Ct_ref et Ctmin à l'étape 1222g .
Dans les deux cas de réponse à l'étape 1222e, Ct_ref est alors forcée à la valeur Cdem-Ct_ref, Re_sup est forcée à la valeur Cemax-Ce_ref et la variable Re_inf est forcée à la valeur Ce_ref-Cemin à l'étape 1222h. Ensuite à l'étape 1 222i , i l est vérifié si la valeur de
Re_sup est négative. Dans la négative, il est procédé directement au passage 1222o. Dans l'affirmative, à l'étape 1222j , la variable D_sup est fixée à la valeur Rt_sup + Re_sup, la variable Ce_ref est fixée à la valeur Cemax, la valeur Re_sup est fixée à zéro et la variable Re_inf est fixée à la valeur de la différence entre Cemax et Cemin . Alors, à l'étape 1222k, on vérifie si la valeur D__sup est négative. Dans l'affirmative, à l'étape 12221, la variable Ct_ref est fixée à la valeur Ct_max et la variable Rt_sup est fixée à zéro ; sinon , à l'étape 1222m , la variable Ct_ref est fixée à la valeur Ctmax- D_sup et la variable Rt_sup est fixée à la valeur D_sup.
Dans les deux cas de réponse à l'étape 1222k, ainsi que dans le cas d'une réponse négative au test de l'étape 1222i, il est alors vérifié à l'étape 1222o si la variable Re_inf est négative. Dans l'affirmative, à l'étape 1222p . la variable D_inf est fixée rà la valeur Rt_inf+Re_inf, la variable Ce_ref est fixée égale à la valeur Cemin , la variable Re_sup est fixée égale à la différence de Cemax moins Cemin et la variable Re_inf est fixée à la valeur nulle.
Alors, à l'étape 1222q, il est vérifié si la variable D_inf est négative. Dans l'affirmative, à l'étape 1222s, la variable Ct_ref est fixée égale à la valeu r Ctmin et la variable Rt_inf est fixée à la valeur n ulle. Dans la négative, la variable Ct__ref est fixée égale à la valeur Ctmin + D_inf et la variable Rt_inf est fixée égale à la valeur D_inf.
Dans la négative, il est procédé d irectement à la fin de la tâche.
Comme on peut le voir de la description détaillée de cette première stratégie de gestion du véhicule hybride, lorsq ue le conducteur a sélectionné le mode de fonctionnement hybride pour l'ensemble motopropulseu r, le démarrage du moteur thermique est demandé, lors de la tâche 1 1 30, si l'une des variables hyst_mode_batterie et hyst_mode_couple est égale à la valeur « hybride » . Si ni l'une, ni l'autre ne sont à la valeur hybride, le moteur thermique est arrêté. Ainsi, on peut déduire de l'étape 121 3 que le moteur thermique peut démarrer si le cond ucteur sollicite un couple demandé à la roue suffisamment élevé pour q ue la variable Cdemandé_filtre 1 soit supérieure au niveau d u seuil haut Chaut. De même, on peut déduire des étapes 1 122 et 1 121 q ue le moteur thermiq ue est démarré lorsque le niveau de charge de la batterie devient inférieur à un niveau de seuil inférieur. Toutefois, avec cette première stratég ie, l'arrêt du moteur thermique n'est provoqué que lorsqu'à la fois les conditions de l'étape 1114 et de l'étape 1123 sont vérifiées, c'est-à-dire lorsque la batterie atteint un état de charge supérieur à un ..niveau de seuil supérieur et lorsque, à la fois, les valeurs filtrées instantanées et moyennes du couple demandé par le conducteur sont inférieures à un niveau de seuil bas.
Ainsi, selon cette stratégie, on voit que la décision de démarrage du moteur thermique dépend notamment du niveau de charge de la batterie, du couple instantané demandé par le conducteur, et du couple moyen demandé par le conducteur.
On peut également constater que, lorsque l'ensemble motopropulseur fonctionne en mode hybride, la valeur du couple Ct_ref qui sera demandé au moteur thermique dépend des variables th_roulage et th_récupération déterminées par les tâches 1110 et 1120. Ainsi, lorsque le niveau de charge de la batterie est précédemment devenu inférieur à un niveau de seuil bas et qu'il n'a pas encore dépassé un niveau de seuil haut, il ressort de la tâche 1120 que la valeur de th_récupération est égale à 1 de sorte que la valeur intermédiaire Ct_ref1 calculée à l'étape 1221b ne peut être inférieure au couple Ct_optimal que fournit le moteur lorsqu'il est commandé dans des conditions de rendement optimales. La valeur Ct_ref du couple de consigne imposé au moteur thermique ne peut donc pas.descendre en dessous d'un niveau correspondant à ce couple optimal.
Au contraire, toujours lorsque le conducteur a sélectionné le mode de fonctionnement hybride du groupe motopropulseur, il ressort de la tâche 1110 que, lorsque la condition de l'étape 1112 a été remplie et tant que celle de l'étape 1114 ne l'a pas été, la valeur de la variable th_roulage est égale à 1 si bien que, dans ces conditions, la valeur de Ct_ref1 calculée à l'étape 1221b ne peut être inférieure au couple demandé par le conducteur.
Par ailleurs, il ressort de la tâche 1222 que si la valeur filtrée Ct_ref_ nt du couple demandé par le conducteur dépasse le seuil Ctmax du couple susceptible d'être fourni par le moteur thermique, le moteur électrique est sollicité à l'étape 1222h pour fournir le couple manquant, ceci dans la limite des possibilités du moteur électrique et de la batterie.
Il sera maintenant décrit plus particulièrement en référence aux figures 4A à 4H une deuxième stratégie de gestion d'un véhicule hybride selon l'invention destiné plus particulièrement à être appliqué dans le cadre d'un véhicule hybride de type série. Cette deuxième stratégie fait appel à une série de variables qui sont regroupées et explicitées dans le tableau ci-dessous.
Comme on peut le voir sur la figure 4A, l' unité centrale de gestion de l'ensemble motopropulseur est chargée de l'exécution de trois tâches principales. La première 21 00 de ces tâches consiste ici dans la détermination de la consig ne de couple d u moteur électriq ue. Elle est exécutée par exem ple toutes les quarante millisecondes, c'est-à-dire à une fréq uence de 25 hertz. En parallèle, est exécutée la deuxième tâche 2200 q ui consiste en la décision de démarrage ou d'arrêt du moteur thermique. Sa période est d'une seconde et sa fréq uence de 1 hertz.
I l est par ailleurs prévu une troisième tâche principale 2300, elle aussi exécutée en parallèle, et au cours de laq uelle est déterminée la consigne de puissance de la génératrice électriq ue Pge_ref. Sa période d'exécution est par exemple de 500 millisecondes, correspondant à une fréquence de 2 hertz pour tenir compte de l'inertie de l'ensemble formée par le moteur thermiq ue et la génératrice.
La première de ces tâches principales est décrite en référence à la figure 4B . Comme on peut le voir sur cette figure, la tâche 2100 de détermination de la consigne de couple du moteur électrique Ce_ref commence par l'exécution de la sous-tâche 21 1 0 de calcul de la puissance électrique nécessaire Pel_demandé.
Cette sous-tâche est décrite en référence à la fig ure 4C . Tout d 'abord, à l'étape 21 1 1 , il est déterminé la valeur Pel de la puissance absorbée par le moteur électrique. Cette puissance est positive lorsque le moteur assure l'entraînement du véhicu le et elle est négative lorsque, au cours d'un ralentissement d u véhicule, le moteur électrique est utilisé en tant que génératrice pour recharger la batterie 16. Cette valeur Pel est égale à la tension du réseau d'alimentation électrique multiplié par la somme des courants fournis par la batterie d'une part et par la génératrice électrique d'autre part.
A l'étape 21 12, la puissance mécanique fournie par le moteu r électriq ue Pmec est définie comme étant le prod uit d u couple de consig ne Ce_ref par la vitesse de rotation N d u moteu r électriq ue 12. A l'étape 21 1 3, la puissance mécan iq ue demandée Pmec_demandé est définie comme étant égale au couple Cdemandé par le conducteur multiplié par la vitesse N de rotation d u moteur électriq ue. A l'étape 21 14, il est déterminé si la valeur absolue de la puissance mécanique Pmec est supérieure à une valeur de seuil Pmini. Dans l'affirmative, on définit à l'étape 21 1 5 un rendement du moteur électriq ue qui est égal à la valeur absolue du rapport de la puissance électrique Pel divisée par la puissance mécaniq ue Pmec. Dans la négative, la valeur de ce rendement est fixée arbitrairement à 1 à l'étape 21 16.
A l'étape 21 17, il est déterminé une valeur filtrée R_filtre de ce rendement, par exemple à l'aide d'un filtre du premier ordre. A l'étape 21 18, la. puissance électrique demandée
Pel_demandé est déterminée comme étant le produit de la valeur filtrée d u rendement par la puissance mécanique demandée.
L'exécution de la tâche 21 00 de détermination de la consig ne de couple du moteur électrique se poursuit alors à l'étape 21 01 au cours de laquelle on vérifie si la valeur absolue de la puissance électriq ue demandée est supérieure à un niveau de seuil Pmini . Dans la négative, le couple de consigne Ce_ref est fixé égal au couple demandé par le cond ucteur. Dans l'affirmative, il est d 'abord déterminé la puissance Pge iournie par la génératrice. Si celle-ci débite un courant Ige, cette puissance vaut U fois Ige.
A l'étape 2103, il est calculé la puissance de traction que doit fournir la batterie 16. Cette valeur Pbat_demandé est égale à la puissance électrique nécessaire pour fournir le couple demandé moins la puissance fournie par la génératrice. A l'étape 2104, on détermine la puissance susceptible d'être fournie par la batterie comme étant la valeu r minimale entre les deux valeurs suivantes :
- la puissance maximale de décharge de la batterie (PbatmaxD) et - la valeur minimale entre
* la puissance demandée à la batterie (Pbat_demandé) ;
* la puissance maximale de recharge de la batterie (PbatmaxR). A l'étape 21 05 , il est alors déterminé la puissance électriq ue q ue peut fournir le système, cette valeur étant la plus petite des deux valeurs suivantes : la puissance maximale du moteur thermiq ue
Pmoteur_max ; et - la somme de la puissance susceptible d'être fournie par la batterie (Pbat_possible) avec la puissance fournie par la génératrice Pge.
Alors à l'étape 2106 , le couple de référence Ce_ref est déterminé comme étant le produit du couple demandé par le cond ucteur par le rapport de la puissance électriq ue que peut fournir le système divisée par la puissance électriq ue demandée. La deuxième tâche principale 2200 de cette seconde stratégie de gestion d'un véhicu le hybride consiste en la décision de démarrage ou d 'arrêt d u moteur thermiq ue. Comme on peut le voir à la. figure 4C , cette tâche 2200 commence par l'exécution de la tâche 231 0 de calcul de la puissance de recharge de la batterie qui est illustrée à la figure 4G. Comme on peut le voir sur cette figure, il est donc déterminé, aux étapes 2312, 231 3, 2314 un état de charge de référence Soc_ref en fonction d u mode de fonctionnement sélectionné par le cond ucteur d u véhicule. A l'étape 231 5 , il est déterminé une valeur d'écart entre cet état de charge de référence Soc_ref et l'état de charge réel . A l'étape 231 6, la puissance batterie demandée est définie comme étant une valeur filtrée de cet écart, par exemple par un filtre d u premier ordre. Toutefois, à l'étape 231 7, il est vérifié q ue cette valeur calcu lée de la puissance de recharge de la batterie n'excède pas les puissances limites de charge et de décharge de la batterie, auquel cas la puissance de recharge de la batterie est forcée à l' une de ces valeurs limites. La tâche de décision de démarrage ou d 'arrêt d u moteur thermiq ue se pou rsu it alors à l'étape 2201 d a ns laq uel le est déterminée la puissance électrique Pel de la même manière q ue vu plus haut à l'étape 21 1 1 . Cette puissance électrique est filtrée par un filtre du premier ordre pour obtenir à l'étape 2202 la variable Pel_filtreB .
Il est ensuite procédé à un calcul de l'écart entre le couple demandé par le conducteur et le couple effectivement appliqué aux roues motrices par le moteur électriq ue. Ce calcul de la valeur écart_prestation fait l'objet de la tâche 221 0 illustrée à la figure 4E dans laq uelle on peut voir q ue cette valeur est obtenue par le filtrage au travers d'un filtre de premier ordre de la différence entre le couple demandé par le conducteur Cdemandé et le couple fourni par le moteur électrique Ce_ref.
La tâche de décision du démarrage ou de l'arrêt d u moteur thermique se pou rsuit à l'étape 2203 en déterminant la valeur de la puissance demandée à la génératrice électrique Pge_demB. Cette valeur est égale à une somme pondérée des valeurs précédemment calculées Pbat_demandé, Pel_filtreB et Ecart_prestation. À l'étape 2204, il est vérifié si cette valeur Pge_demB est supérieure à une valeur de seuil Pge_mini et si, en même temps, le mode de fonctionnement sélectionné par le cond ucteur est différent du moteur électriq ue. Si cette d ouble condition est vérifiée, alors la variable booléenne GE_demandé est forcée à la valeur « vrai » et le moteur thermique est alors démarré pour fournir du courant électriq ue. Au contraire, si la double condition de l'étape 2204 n'est pas remplie, la variable G E_demandé est forcée à la valeur « faux » à l'étape 2206 si bien q ue le moteur thermique est commandé à l'arrêt.
Lorsque le moteu r thermique est démarré, il est alors possible de le commander pour qu'il entraîne la génératrice électrique de telle manière que celle-ci produise une puissance suffisante. A cet effet, il est calculé à la tâche 2300 une valeur de consigne de la puissance de la génératrice électrique Pge_ref. Cette tâche, illustrée à la fig ure 4F, commence par l'exécution de la tâche de^ niveau inférieur 231 0 q ui a été décrite précédemment et qui consiste en le calcu l de la puissance de recharge de la batterie. Ensuite, à l'étape 2301 , il est calculé la puissance électrique Pel absorbée par le moteur électrique de la même manière que cela a été vu aux étapes 2201 et 21 1 1 . Cette valeur est alors filtrée à l'étape 2302, par exemple par un filtre du premier ordre, pour donner une valeur intermédiaire Pel_filtreA. A l'étape 2303 , il est déterminé la somme pondérée Pge_demA de la puissance de recharge de la batterie Pbat_demandé avec la valeur Pel_filtreA calculée à l'étape 2302. A l'étape 2304, la puissance de cp.nsigne de la génératrice électriq ue Pge_ref est définie comme étant la plus petite de la valeur Pge_demA, calculée à l'étape 2303, et de la puissance maximale susceptible d'être fournie par la génératrice Pge_max.
Comme on peut le voir des étapes 2203 , 2204, 2205 et 2206 , la décision d'un démarrage d u moteu r thermique dépend notamment des trois paramètres suivants :
- l'état de charge de la batterie, car la valeur Pbat_demandé est calculée notamment en fonction de l'écart entre l'état de charge réel de la batterie et u n état de charge de référence (voir étapes 231 5, 2316 , 2317) ; - le couple moteur demandé, car la valeur
Ecart_prestation dépend bien entendu de ce couple demandé (voir étapes 221 1 et 2212) ; et
- l'écart entre la prestation fournie par le système et celle demandée par le conducteur.

Claims

REVEND I CATION S
1 . Véhicule automobile à motorisation hybride, du type dans leq uel un ensemble motopropulseur comporte un moteur électrique (12) et un moteur thermique (10) qui sont susceptibles de contribuer à l'entraînement d u véhicule, et du type dans lequel une unité centrale de gestion exécute une première tâche (1200, 2100) comportant la détermination du couple q ue doit fournir chaque moteur pour que l'ensemble motopropulseur fournisse au véhicule un couple moteur conforme à un couple demandé (Cdemandé) par le cond ucteur du véh icule, et d u type dans lequel le moteur thermiq ue ( 1 0) est susceptible d'être arrêté, le véhicule étant alors entraîné par le seul moteur électrique ( 12) alimenté en courant électrique par une batterie d'accumulateurs ( 16), caractérisé en ce q ue, au moins pour certains modes de fonctionnement (hybride) de l'ensemble motopropulseur, l'unité centrale exécute une deuxième tâche (1 100, 2200) au cours de laquelle est décidé l'arrêt ou le démarrage du moteur thermiq ue, en ce que la première tâche et la deuxième tâche sont exécutées en parallèle et en ce que la fréquence d'exécution de la deuxième tâche est inférieure à celle de la première tâche.
2. Véhicule automobile selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le cond ucteur peut imposer à l'ensemble motopropulseur un mode de fonctionnement électriq ue dans leq uel le moteur thermique (10) est arrêté.
3. Véhicule automobile selon l'une q uelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conducteur peut imposer à l'ensemble motopropulseur un mode de fonctionnement de régénération dans leq uel le moteur thermique (1 0) est utilisé notamment pour assurer le rechargement de la batterie (16).
4. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le conducteur peut imposer à l'ensemble motopropulseur un mode de fonctionnement hybride dans lequel l'unité centrale exécute la deuxième tâche au cours de laquelle est décidé l'arrêt ou le démarrage du moteur thermique.
5. Véhicule automobile selon la revendication 4, caractérisé en ce que la décision d'arrêt ou de démarrage du moteur thermique (10) est prise notamment en fonction d'un niveau de charge (jauge_batterie, soc) de la batterie (16).
6. Véhicule automobile selon la revendication 5, caractérisé en ce que le démarrage du moteur thermique (10) est décidé ou confirmé lorsque le niveau de charge (jauge_batterie) de la batterie (16) est inférieur à un niveau de seuil bas (seuiljauge_bas), et en ce que l'arrêt du moteur thermique (10) est susceptible d'être décidé ou d'être confirmé lorsque le niveau de charge de la batterie est supérieur à un niveau de seuil haut (seuiljauge_bas).
7. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la décision d'arrêt ou de démarrage du moteur thermique (10) est prise notamment en fonction du couple instantané
(Cdemandé_filtre1) demandé par le conducteur.
8. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la décision d'arrêt ou de démarrage du moteur thermique (10) est prise notamment en fonction du couple moyen (Cdemandé_filtre2) demandé par le conducteur pendant un intervalle de temps prédéterminé précédant de la décision.
9. Véhicule automobile selon la revendication 7 prise en combinaison avec la revendication 8, caractérisé en ce que le démarrage d u moteur thermique (10) est décidé ou confirmé lorsq ue le couple instantané (Cdemandé_filtre1 ) demandé par le conducteur est supérieur à un niveau de seuil haut (Chaut) , et en ce que l'arrêt du moteur thermiq ue ( 10) est susceptible d'être décidé ou d'être confirmé lorsq ue le couple instantané (Cdemandé_filtre 1 ) et le couple moyen (Cdemandé_fi!tre2) demandés par le cond ucteur sont inférieurs à un niveau de seuil bas (Cbas).
1 0. Véhicule automobile selon la revendication 6 prise en combinaison avec la revendication 9 , caractérisé en ce q ue l'arrêt d u moteu r thermique ( 1 0) est décidé ou confirmé lorsq ue, à la fois, le n iveau de charge (jauge_batterie) de la batterie (1 6) est supérieur à un niveau de seuil haut (seuiljauge_haut) et le couple instantané (Cdemandé_filtre 1 ) et le couple moyen (Cdemandé_filtre2) demandés par le conducteur sont inférieu rs à un niveau de seuil bas (Cbas) .
1 1 . Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications 4 à 1 0 , caractérisé en ce que la décision d'arrêt ou de démarrage d u moteur thermiq ue ( 1 0) est prise notamment en fonction d'un écart (Ecart_prestation) entre le couple demandé (Cdemandé) par le cond ucteur et le couple effectivement fourni par l'ensemble motopropulseur.
12. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes prise en combinaison avec l'une au moins des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que, en fonctionnement du mode de fonctionnement sélectionné par le conducteur, il est fixé un niveau de consigne de charge (soc_ref) de la batterie ( 16) .
1 3. Véhicule automobile selon l'une q uelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble motopropulseur est un ensemble hybride série dans lequel les roues motrices d u véhicule sont entraînées exclusivement par le moteur électrique (12) qui est alimenté par du courant électrique provenant de la batterie (16) qui est rechargée par une génératrice (26) entraînée par le moteur thermique (10).
14. Véhicule automobile selon la revendication 13 prise en combinaison avec la revendication 12, caractérisé en ce qu'il est déterminé la puissance électrique (Pbat_demandé) à fournir à la batterie (16) en fonction d'un écart (Ecart_soc) entre les niveaux réel (soc) et de référence (soc_ref) de charge de la batterie, en tenant compte de valeurs limites de puissance de charge (PbatmaxR) et de décharge (PbatmaxD) de la batterie (16).
15. Véhicule automobile selon la revendication 14, caractérisé en ce que le démarrage du moteur thermique (10) est déterminé en fonction de la puissance électrique (Pbat_demandé) à fournir à la batterie (16), de la puissance électrique absorbée (Pel_filtreB) par le moteur électrique (12) et en fonction d'un écart (Ecart_prestation) entre la valeur du couple demandé par le conducteur et la valeur du couple fourni par le moteur électrique (12).
16. Véhicule automobile selon la revendication 14 ou
15, caractérisé en ce qu'il est déterminé un niveau de consigne (Pge_ref) de la puissance fournie par la génératrice (26) en fonction de la puissance réelle (U*lge) fournie par la génératrice (26), de la puissance réelle (U*lbat) fournie par la batterie (16), et de la puissance (Pbat_demandé) à fournir à la batterie (16), en tenant compte la puissance maximale (Pge_max) susceptible d'être fournie par la génératrice (26).
17. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes 13 à 15, caractérisé en ce qu'il est déterminé une puissance électrique nécessaire (Pel_demandé) en fonction du couple moteur (Cdemandé) demandé par le conducteur, en tenant compte, au moins lorsque ce couple est supérieur en valeur absolue à une valeur minimale, d'un rendement d u moteur électriq ue (R) .
1 8. Véhicule automobile selon la revendication 16, caractérisé en .ce q u'il est déterminé une valeur de consigne (Cref) du couple fourni par le moteur électrique (12) en fonction du couple moteur demandé par le cond ucteur multiplié par, au moins lorsque la puissance électriq ue nécessaire (Pe!_demandé) est supérieure en valeur absolue à une valeur de seuil (Pmini) , d u rapport de la puissance électrique (Pel_possible) susceptible d'être fournie au moteu r électriq ue (12) d ivisée par la puissance électrique nécessaire (Pel_possible) , la puissance électriq ue (Pel_possible) susceptible d'être fournie au moteur électriq ue ( 12) tenant compte de la puissance électriq ue nécessaire (Pel_demandé), de la puissance réelle (Pge) fournie par la génératrice, de la puissance (Pbat_possible) susceptible d'être fournie par la batterie ( 16) , et de la puissance maximale (Pmoteur_max) susceptible d'être absorbée par le moteur.
1 9. Véhicule automobile selon l'une q uelconque des revend ications 1 à 12 , caractérisé en ce q ue l'ensemble motopropulseur est un ensemble hybride en parallèle dans lequel le moteur électrique ( 12) et le moteur thermique ( 1 0) entraînent chacun soit au moins une même roue motrice soit des roues motrices différentes.
20. Véhicule automobile selon la revendication 19 prise en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que lorsque l'ensemble motopropulseur fonctionne en mode de régénération, le moteur électrique (10) ne délivre un couple moteur que si le cond ucteur provoque une hausse brutale d u couple demandé (kickdown).
21 . Véhicule automobile selon l'une des revendications 19 ou 20 prise en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que lorsq ue l'ensemble motopropulseu r fonctionne en mode de régénération , le moteur thermique ( 1 0) est commandé pour fournir un couple maximal (Ct_maximum) .
22. Véhicule automobile selon l'une quelconq ue des revendications 1 9 à 21 prise en combinaison avec la revendication 4, caractérisé en ce que lorsque l'ensemble motopropulseur fonctionne en mode hybride et q ue le niveau de charge (jauge_batterie) de la batterie ( 1 6) est précédemment devenu inférieur à un niveau de seuil bas (seuiljauge_bas) et n'a pas encore dépassé un niveau de seuil haut (seuiljauge_haut), le moteur thermique (1 0) est commandé pour fournir u n couple de consigne (Ct_ref1 ) au moins égal à un couple optimal (Ct_optimal) correspondant à des conditions de rendement optimales d u moteur thermiq ue .
23. Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 9 à 22 prise en combinaison avec la revendication 4, caractérisé en ce que lorsque l'ensemble motopropulseur fonctionne en mode hybride et q ue le couple instantané (Cdemandé_filtre 1 ) demandé par le conducteur est précédemment devenu supérieur à un niveau de seuil haut (Chaut) sans être redevenu inférieur à un niveau de seu il bas (Cbas) en même temps que le niveau moyen (Cdemandé_filtre2) est inférieur au niveau de seuil bas (Cbas), le moteur thermique (1 0) est commandé pour fournir un couple de consigne au moins égal à une valeur filtrée du couple demandé par le conducteur.
24 Véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes 19 à 23, caractérisé en ce que, si une valeur filtrée (Ct_ref_int) d u couple demandé par le conducteur est supérieure au couple maximal (Ct_max) du moteur thermique (1 0) , le moteur électrique ( 12) est sollicité pour fournir, dans la mesure du possible, la quantité de couple manquante (Cdem - Ctref).
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