EP4587282A1 - Vehicule automobile hybride comprenant un controleur de couple appliquant un couple sur la base d'une vitesse e rotation cible, procede et programme sur la base d'un tel vehicule - Google Patents

Vehicule automobile hybride comprenant un controleur de couple appliquant un couple sur la base d'une vitesse e rotation cible, procede et programme sur la base d'un tel vehicule

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Publication number
EP4587282A1
EP4587282A1 EP23772550.2A EP23772550A EP4587282A1 EP 4587282 A1 EP4587282 A1 EP 4587282A1 EP 23772550 A EP23772550 A EP 23772550A EP 4587282 A1 EP4587282 A1 EP 4587282A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
torque
electric machine
rotation speed
motor vehicle
cmax
Prior art date
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Pending
Application number
EP23772550.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Ridouane Habbani
Gaetan Rocq
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.)
Stellantis Auto SAS
Original Assignee
Stellantis Auto SAS
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Filing date
Publication date
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    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • HYBRID MOTOR VEHICLE COMPRISING A TORQUE CONTROLLER APPLYING A TORQUE ON THE BASIS OF A TARGET ROTATIONAL SPEED, METHOD AND PROGRAM ON THE BASIS OF SUCH A VEHICLE
  • the invention relates to the field of hybrid motor vehicles known as MHEVs, of the type comprising a thermal engine and an electric traction machine on a motor axle, as well as a means for coupling the electric machine onto the axle. of engine.
  • This traction chain has a thermal engine MT with an electric machine ME at the input of a double-clutch gearbox. K1, K2 or an automatic gearbox on a front axle (motor axis A), an electric machine and a starter allowing the starting or stopping of the thermal engine.
  • the electric machine ME allows driving in electric mode with the coupling means KO open, via a coupling K.
  • the recovery of kinetic energy is done via this electric machine ME.
  • the two energy sources are capable of supplying the traction torque.
  • the means for determining a torque to be applied determines:
  • the invention further relates to a torque control method for a motor vehicle according to the invention, characterized in that the control method comprises: - a determination step for determining a torque to be applied via the electric machine coupler when the current speed increases to a target rotational speed, the torque to be applied being determined on the basis of the target rotational speed ; And
  • the torque to be applied being the lowest value between the first maximum torque and the second maximum torque.
  • FIG.2 schematically illustrates changes in parameters over time during a prior art coupling check for a traction chain similar to that of Figure 1;
  • FIG.3 schematically illustrates a coupling control according to the prior art for a traction chain similar to that of Figure 1;
  • FIG.4 schematically illustrates changes in parameters over time during a coupling check according to the invention for a traction chain according to Figure 1 (superimposed on those of the prior art);
  • FIG.5 schematically illustrates a coupling control according to the invention for a traction chain according to Figure 1.
  • the invention relates to a motor vehicle V comprising a hybrid traction chain, in particular of the MHEV type.
  • the electric machine is preferably of the applicant's E-DCT system type.
  • the motor vehicle V further comprises a torque controller, making it possible to control the application of the torque of the electric machine.
  • the torque controller comprises means for determining a torque to be applied C1 to the electric machine via the electric machine coupler K.
  • the torque to be applied is to be applied when the current rotation speed V0 of the electric machine increases up to a target rotation speed V1 of the electric machine. In this phase, the current rotation speed V0 is lower than the target rotation speed V1. This is particularly the case when starting the vehicle V.
  • This target rotation speed V1 can be a fixed rotation speed threshold of the electric machine. This target rotation speed V1 is greater than the basic rotation speed already mentioned for which the available torque of the machine of the electric machine is no longer constant.
  • the torque C1 determined can be for example the final torque of the CME curve to the right of Figure 4.
  • the means for determining a torque to be applied C1 determines a first maximum applicable torque Cmax(VO) on the basis of the current rotation speed V0.
  • the means for determining a torque to be applied C1 determines a second maximum applicable torque Cmax(V1) on the basis of the target rotation speed V1.
  • the means for determining a torque to be applied C1 determines the torque to be applied C1 which is the lowest value between the first maximum torque Cmax(VO) and the second maximum torque Cmax(V1).
  • Figure 5 illustrates the determination of the torque to be applied C1. Contrary to the invention, the prior art illustrated in Figure 3 is limited to an application of the first maximum applicable torque Cmax(VO) on the basis of the current rotation speed V0. This results in the D fall already discussed.
  • the torque controller can determine the torque to be applied C1, and in particular each maximum torque Cmax(VO), Cmax(V1), on the basis of corresponding calibration curves.
  • the invention further relates to a corresponding control method and control program.
  • the method and the program can be implemented in a computer-type control system.

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Abstract

L'invention concerne un véhicule hybride comprenant une chaine de traction qui comprend un axe de moteur et des roues motrices, un moteur thermique équipé d'un démarreur, une boite de vitesse, un coupleur de moteur thermique, une machine électrique en entrée de la boite de vitesse, un coupleur de machine électrique pour appliquer un couple spécifique. Selon l'invention, le véhicule comprend en outre un contrôleur de couple (C) qui détermine un couple à appliquer (C1) via le coupleur lorsque la vitesse de rotation en cours (V0) augmente jusqu'à une vitesse cible (V1), le couple à appliquer (C1) étant déterminé sur la base de la vitesse cible (V1) et un moyen pour commander une application du couple à appliquer (C1) ainsi déterminé par l'intermédiaire du coupleur de machine électrique (K).

Description

DESCRIPTION
TITRE DE L’INVENTION : VEHICULE AUTOMOBILE HYBRIDE COMPRENANT UN CONTROLEUR DE COUPLE APPLIQUANT UN COUPLE SUR LA BASE D’UNE VITESSE DE ROTATION CIBLE, PROCEDE ET PROGRAMME SUR LA BASE D’UN TEL VEHICULE
5 [001] La présente invention revendique la priorité de la demande française N°2209180 déposée le 13.09.2022 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
[002] L'invention se rapporte au domaine des véhicules automobiles hybrides dits MHEV, du type comportant un moteur thermique et une machine électrique de0 traction sur un axe de moteur, ainsi qu’un moyen de couplage de la machine électrique sur l’axe de moteur.
[003] Dans ce domaine, le demandeur a proposé une chaine de traction hybride MHEV telle que celle illustrée en figure 1. Cette chaîne de traction possède un moteur thermique MT avec une machine électrique ME en entrée d’une boite de5 vitesse à double embrayage K1 , K2 ou d’une boite de vitesse automatique sur un axe avant (axe de moteur A), une machine électrique et un démarreur permettant le démarrage ou l’arrêt du moteur thermique.
[004] La machine électrique ME permet le roulage en mode électrique avec le moyen de couplage KO ouvert, via un couplage K. La récupération d’énergie0 cinétique est faite via cette machine électrique ME.
[005] Lorsque le moteur thermique MT est démarré, les deux sources d’énergie sont capables d’alimenter le couple de traction.
[006] Malheureusement, le contrôle du couplage via le moyen de couplage K n’est pas satisfaisant dans l’art antérieur. Ce contrôle est illustré en figure 2. En effet,5 lors du démarrage, la vitesse de rotation du moteur thermique VMT et la vitesse de rotation de la machine électrique VME doivent augmenter (points 1 et 2 de la figure 2).
[007] L’augmentation de la vitesse de rotation de la machine électrique VME permet d’atteindre une vitesse de rotation en cours V0 entraînant une réduction du0 couple disponible jusqu’au point 3 de la figure 2. En effet, du fait de leur conception, les moteurs électriques présentent une courbe de couple disponible en fonction de la vitesse de rotation courante pour laquelle la valeur de couple disponible est constante jusqu’à une vitesse de rotation de base (ici atteinte au point 2 de la figure 2) puis cette valeur de couple disponible se réduit au-delà de cette vitesse de rotation de base.
[008] La réduction de couple implique de faire une requête de couple à appliquer pour contrecarrer la réduction de couple disponible.
[009] A cet effet, un contrôleur de couple détermine un couple maximal Cmax(VO) de la machine électrique sur la base de la vitesse de rotation en cours V0 de la machine électrique, et le met en œuvre.
[010] Malheureusement, la réduction de couple disponible implique en outre une chute D de l’accélération Ax. Cette chute D d'accélération Ax lors du démarrage, entraîne des problèmes de maniabilité.
[011] Un objectif de la présente invention est de remédier aux défauts de l’art antérieur, et notamment de proposer une solution de contrôle de couple limitant les chutes d’accélération et améliorant la maniabilité du véhicule électrique.
[012] Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un véhicule automobile comprenant une chaine de traction hybride qui comprend :
- un axe de moteur connecté à des roues motrices ;
- un moteur thermique connectable à l’axe de moteur ;
- un dispositif de démarrage du moteur thermique ;
- une boite de vitesse à double embrayage ou une boite de vitesse automatique, sur l’axe de moteur ;
- un coupleur de moteur thermique pour accoupler ou désaccoupler le moteur thermique à l’axe de moteur ;
- une machine électrique en entrée de la boite de vitesse à double embrayage ou de la boite de vitesse automatique, sur l’axe de moteur ;
- un coupleur de machine électrique pour appliquer un couple de la machine électrique sur l’axe de moteur ; caractérisé en ce que le véhicule automobile comprend en outre un contrôleur de couple qui comprend :
- un moyen pour déterminer un couple à appliquer par l’intermédiaire du coupleur de machine électrique lorsque la vitesse de rotation en cours augmente jusqu’à une vitesse de rotation cible, le couple à appliquer étant déterminé sur la base de la vitesse de rotation cible; et - un moyen pour commander une application du couple à appliquer ainsi déterminé par l’intermédiaire du coupleur de machine électrique.
[013] Avantageusement, l’invention propose d’utiliser la vitesse de rotation cible de la machine électrique au lieu de la vitesse de rotation en cours uniquement, afin d'éviter une chute de couple et une chute d’accélération. Il en résulte une meilleure maniabilité du véhicule automobile. Contrairement à l’art antérieur le couple maximal de la machine électrique est constant, et le couple appliqué et l’accélération croissent uniquement sans avoir de chute D de l’art antérieur.
[014] Selon une variante, le moyen pour déterminer un couple à appliquer détermine :
- un premier couple maximal applicable sur la base de la vitesse de rotation en cours ;
- un deuxième couple maximal applicable sur la base de la vitesse de rotation en cible ; et
- le couple à appliquer étant la valeur la plus basse entre le premier couple maximal et le deuxième couple maximal.
[015] Cela permet de déterminer avec précision le couple à appliquer pour limiter le risque de chute D d’accélération Ax et de couple.
[016] Selon une variante, le moyen pour déterminer un couple à appliquer est basé sur une ou plusieurs courbes de calibration.
[017] Cela permet de déterminer les couples avec précision sans nécessiter beaucoup de ressources de calcul.
[018] Selon une variante, la vitesse de rotation cible est un seuil fixe de vitesse de rotation de la machine électrique.
[019] Selon une variante, la vitesse de rotation cible de la machine électrique est supérieure à une vitesse de rotation de base de la machine électrique à partir de laquelle le couple disponible de la machine électrique n’est plus constant.
[020] Selon une variante, le dispositif de démarrage du moteur thermique comprend un démarreur à courroie.
[021] Selon une variante, les roues motrices sont des roues de train avant du véhicule automobile.
[022] L’invention porte en outre sur un procédé de contrôle de couple pour un véhicule automobile selon l’invention, caractérisé en ce que le procédé de contrôle comprend : - une étape de détermination pour déterminer un couple à appliquer par l’intermédiaire du coupleur de machine électrique lorsque la vitesse en cours augmente jusqu’à une vitesse de rotation cible, le couple à appliquer étant déterminé sur la base de la vitesse de rotation cible; et
- une étape de commande pour commander une application du couple à appliquer ainsi déterminé par l’intermédiaire du coupleur de machine électrique.
[023] Selon une variante, dans étape de détermination, on détermine :
- un premier couple maximal applicable sur la base de la vitesse de rotation en cours ;
- un deuxième couple maximal applicable sur la base de la vitesse de rotation cible ; et
- le couple à appliquer étant la valeur la plus basse entre le premier couple maximal et le deuxième couple maximal.
[024] Selon une variante, que l’étape de détermination pour déterminer un couple à appliquer, est basée sur une ou plusieurs courbes de calibration.
[025] Un autre objet de l’invention concerne un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de contrôle selon l’invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.
[026] L'invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l'invention, dans lesquelles :
- [Fig.1] illustre schématiquement une chaîne de traction de véhicule automobile convenant à l’invention ;
- [Fig.2] illustre schématiquement des évolutions de paramètres dans le temps lors d’un contrôle de couplage de l’art antérieur pour une chaîne de traction similaire à celle de la figure 1 ;
- [Fig.3] illustre schématiquement un contrôle de couplage selon l’art antérieur pour une chaîne de traction similaire à celle de la figure 1 ; et
- [Fig.4] illustre schématiquement des évolutions de paramètres dans le temps lors d’un contrôle de couplage selon l’invention pour une chaîne de traction selon la figure 1 (superposées à celles de l’art antérieur) ;
- [Fig.5] illustre schématiquement un contrôle de couplage selon l’invention pour une chaîne de traction selon la figure 1 . [027] L'invention concerne un véhicule automobile V comprenant une chaine de traction hybride, en particulier du type MHEV.
[028] La chaîne de traction comprend un axe de moteur A connecté à des roues motrices R (en particulier sur le train avant), un moteur thermique MT connectable à l’axe de moteur A, un dispositif de démarrage BS du moteur thermique MT (de préférence un démarreur à courroie BS ou « belt starter » en langue anglaise), une boite de vitesse à double embrayage K1 , K2 (ou une boite de vitesse automatique) sur l’axe de moteur A, un coupleur de moteur thermique KO pour accoupler le moteur thermique MT à l’axe de moteur A ou les désaccoupler, une machine électrique ME en entrée de la boite de vitesse à double embrayage K1 , K2 (ou de la boite de vitesse automatique) sur l’axe de moteur A, et un coupleur de machine électrique K pour appliquer une couple de la machine électrique ME sur l’axe de moteur A.
[029] La machine électrique est de préférence du type système E-DCT du demandeur.
[030] Selon l’invention, le véhicule automobile V comprend en outre un contrôleur de couple, permettant de contrôler l’application du couple de la machine électrique.
[031] A cet effet, le contrôleur de couple comprend un moyen pour déterminer un couple à appliquer C1 à la machine électrique par l’intermédiaire du coupleur de machine électrique K. Le couple à appliquer est à appliquer lorsque la vitesse de rotation en cours V0 de la machine électrique augmente jusqu’à une vitesse de rotation cible V1 de la machine électrique. Dans cette phase, la vitesse de rotation en cours V0 est inférieure à la vitesse de rotation cible V1 . C’est le cas notamment lors d’un démarrage du véhicule V.
[032] Le couple à appliquer C1 à la machine électrique est déterminé sur la base de la vitesse de rotation cible V1 de la machine électrique de sorte à limiter une perte D de l’accélération Ax du véhicule V. Cela permet de déterminer un couple C1 inférieur au couple maximal Cmax(VO) déterminé sur la base de la vitesse de rotation en cours V0. Il ressort que la chute D de l’accélération Ax du véhicule V est évitée comme l’illustre la figure 4.
[033] Cette vitesse de rotation cible V1 peut être un seuil fixe de vitesse de rotation de la machine électrique. Cette vitesse de rotation cible V1 est supérieure à la vitesse de rotation de base déjà évoquée pour laquelle le couple disponible de la machine de la machine électrique n’est plus constant.
[034] La référence C concerne le couple de traction du véhicule V ; CME concerne la requête de couple machine électrique ME et aussi le couple mis en œuvre ; CMT concerne le couple du moteur thermique MT.
[035] Le couple C1 déterminé peut être par exemple le couple final de la courbe de CME à la droite de la figure 4.
[036] Une fois le couple C1 déterminé, un moyen de commande du véhicule automobile V permet de commander une application dudit couple C1 par l’intermédiaire du coupleur de machine électrique K.
[037] De préférence, le moyen pour déterminer un couple à appliquer C1 détermine un premier couple maximal applicable Cmax(VO) sur la base de la vitesse de rotation en cours V0.
[038] Ensuite, le moyen pour déterminer un couple à appliquer C1 détermine un deuxième couple maximal applicable Cmax(V1 ) sur la base de la vitesse cible de rotation V1 .
[039] Ensuite, le moyen pour déterminer un couple à appliquer C1 détermine le couple à appliquer C1 qui est la valeur la plus basse entre le premier couple maximal Cmax(VO) et le deuxième couple maximal Cmax(V1 ).
[040] La figure 5 illustre la détermination du couple à appliquer C1 . Contrairement à l’invention, l’art antérieur illustré en figure 3 se limite à une application du premier couple maximal applicable Cmax(VO) sur la base de la vitesse de rotation en cours V0. Cela aboutit à la chute D déjà discutée.
[041] Le contrôleur de couple peut déterminer le couple à appliquer C1 , et en particulier chaque couple maximal Cmax(VO), Cmax(V1 ), sur la base de courbes de calibrations correspondantes.
[042] L’invention porte en outre sur un procédé de contrôle et un programme de contrôle correspondants. Le procédé et le programme peuvent être mis en œuvre dans un système de contrôle de type ordinateur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Véhicule automobile (V) comprenant une chaine de traction hybride qui comprend :
- un axe de moteur (A) connecté à des roues motrices (R) ;
- un moteur thermique (MT) connectable à l’axe de moteur (A) ;
- un dispositif de démarrage (BS) du moteur thermique (MT) ;
- une boite de vitesse à double embrayage (K1 , K2) ou une boite de vitesse automatique, sur l’axe de moteur (A) ;
- un coupleur de moteur thermique (KO) pour accoupler ou désaccoupler le moteur thermique (MT) à l’axe de moteur (A) ;
- une machine électrique (ME) en entrée de la boite de vitesse à double embrayage (K1 , K2) ou de la boite de vitesse automatique, sur l’axe de moteur (A) ;
- un coupleur de machine électrique (K) pour appliquer un couple de la machine électrique (ME) sur l’axe de moteur (A) ; caractérisé en ce que le véhicule automobile (V) comprend en outre un contrôleur de couple (C) qui comprend :
- un moyen pour déterminer un couple à appliquer (C1 ) par l’intermédiaire du coupleur de machine électrique (K) lorsque la vitesse de rotation en cours (V0) de la machine électrique augmente jusqu’à une vitesse de rotation cible (V1 ), le couple à appliquer (C1 ) étant déterminé sur la base de la vitesse de rotation cible (V1 ) ; et
- un moyen pour commander une application du couple à appliquer (C1 ) ainsi déterminé par l’intermédiaire du coupleur de machine électrique (K).
2. Véhicule automobile (V) selon la revendication 1 , dans lequel le moyen pour déterminer un couple à appliquer (C1 ) détermine :
- un premier couple maximal (Cmax(VO)) applicable sur la base de la vitesse de rotation en cours (V0) ;
- un deuxième couple maximal (Cmax(V1 )) applicable sur la base de la vitesse de rotation cible (V1 ) ; et
- le couple à appliquer (C1 ) étant la valeur la plus basse entre le premier couple maximal (Cmax(V1 )) et le deuxième couple maximal (Cmax(V1 )).
3. Véhicule automobile (V) selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le moyen pour déterminer un couple à appliquer est basé sur une ou plusieurs courbes de calibration.
4. Véhicule automobile (V) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vitesse de rotation cible (V1 ) est un seuil fixe de vitesse de rotation de la machine électrique.
5. Véhicule automobile (V) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vitesse de rotation cible (V1 ) de la machine électrique est supérieure à une vitesse de rotation de base de la machine électrique à partir de laquelle le couple disponible de la machine électrique n’est plus constant.
6. Véhicule automobile (V) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif de démarrage (BS) du moteur thermique (MT) comprend un démarreur à courroie.
7. Véhicule automobile (V) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les roues motrices (R) sont des roues de train avant du véhicule automobile (V).
8. Procédé de contrôle de couple pour un véhicule automobile (V) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le procédé de contrôle comprend :
- une étape de détermination pour déterminer un couple à appliquer (C1 ) par l’intermédiaire du coupleur de machine électrique (K) lorsque la vitesse de rotation en cours (V0) augmente jusqu’à une vitesse de rotation cible (V1 ), le couple à appliquer (C1 ) étant déterminé sur la base de la vitesse cible (V1 ) ; et
- une étape de commande pour commander une application du couple à appliquer (C1 ) ainsi déterminé par l’intermédiaire du coupleur de machine électrique (K).
9. Procédé de contrôle selon la revendication 6, caractérisé en ce que dans étape de détermination, on détermine :
- un premier couple maximal (Cmax(VO)) applicable sur la base de la vitesse de rotation en cours (V0) ;
- un deuxième couple maximal (Cmax(V1 )) applicable sur la base de la vitesse de rotation cible (V1 ) ; et - le couple à appliquer (C1 ) étant la valeur la plus basse entre le premier couple maximal (Cmax(VO)) et le deuxième couple maximal (Cmax(V1 )).
10. Procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisé en ce que l’étape de détermination pour déterminer un couple à appliquer, est basée sur une ou plusieurs courbes de calibration.
11. Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de contrôle selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.
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