FR2793740A1 - Unite de fourniture de puissance, et son procede de controle et vehicule hybride utilisant une telle unite - Google Patents

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Abstract

L'unité de sortie de puissance comporte un moteur thermique, des moteurs électriques couplés à un arbre d'entraînement et des moyens de réglage de puissance.Elle comprend en outre des moyens (190) d'estimation de la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement (112), des moyens (190) d'établissement de l'état de fonctionnement des moteurs électriques (MG1, MG2) et du moteur thermique (150) et des moyens de commande et de contrôle (190), ainsi qu'une batterie de puissance (194). Application aux véhicules hybrides comportant un moteur à combustion interne et deux moto-générateurs électriques reliés à une batterie tampon.

Description

UNITE DE FOUNRITURE DE PUISSANCE, ET SON PROCEDE DE
CONTROLE ET VEHICULE HYBRIDE UTILISANT UNE TELLE UNITE
La présente invention concerne une unité de sortie de puissance ou unité motrice, un procédé de contrôle de l'unité de sortie de puissance et un véhicule hybride utilisant une telle unité. Plus particulièrement, la présente invention concerne une unité de sortie de puissance qui comporte un moteur à combustion interne et des moteurs-générateurs ou moto-générateurs électriques et dans laquelle un arbre de sortie du moteur à combustion interne, les arbres rotatifs des moteurs-générateurs et un arbre d'entraînement ou arbre de roues sont reliés mécaniquement les uns aux autres, un procédé de contrôle de l'unité de sortie de puissance et un véhicule hybride
comprenant une telle unité.
Ces dernières années, diverses structures ont été proposées pour un véhicule hybride comportant des moteurs-générateurs électriques en plus d'un moteur à combustion interne. Un véhicule hybride permet de réduire de manière significative
la consommation de combustible fossile par comparaison avec un véhicule compor-
tant un moteur à essence. Etant donné que les problèmes d'environnement deviennent
critiques, les demandes sociales pour des véhicules hybrides augmentent. Un véhi-
cule hybride parallèle est un de ces véhicules hybrides. Dans un véhicule hybride parallèle, la puissance provenant d'un moteur à combustion interne et la puissance provenant d'un moteur électrique peuvent toutes deux être transmises à un essieu de
véhicule. La figure I montre un exemple de structure d'un véhicule hybride parallèle.
Le véhicule hybride montré sur la figure I comporte un moteur thermique 150
et des moteurs-générateurs MGI, MG2. Ces trois composants sont couplés mécani-
quement les uns aux autres par l'intermédiaire d'un train planétaire ou épicycloïdal C5 1 20. Le train planétaire 120 est composé de trois roues d'engrenage et comporte trois
arbres de rotation respectivement couplés aux roues d'engrenage. Les roues d'engre-
nage constituant le train planétaire 120 comportent une roue planétaire (en abrégé "planétaire") 121 qui tourne au centre, un pignon satellite 123 (en abrégé "satellite") qui tourne autour du planétaire 121 tout en étant en autorotation sur son axe, et une _0 couronne dentée 122 (ou roue d'engrenage à denture intérieure) qui tourne autour du satellite 123. Le satellite 123 est porté par et tourne sur un porte-satellite 124. Dans le
véhicule hybride montré sur la figure 1, un vilebrequin 156 servant d'arbre d'entraî-
nement du moteur 150 est couplé à un arbre de rotation du porte- satellite 124,
constituant ainsi un arbre de porte-satellite 127. Un arbre d'entraînement du moteur-
s générateur MG I est couplé à un arbre de rotation du planétaire 121, constituant ainsi un arbre de planétaire 125. Un arbre d'entraînement du moteur-générateur MG2 est couplé à un arbre de rotation de la couronne 122, constituant ainsi un arbre de couronne dentée 126. De plus, la couronne 122 est couplée à un essieu de véhicule 1 12 par l'intermédiaire d'une chaîne 129 et d'un différentiel classique permettant en
cas de besoin à une roue motrice de droite de tourner à une vitesse différente de la roue motrice de gauche.
Afin d'expliquer le fonctionnement de base d'un véhicule hybride présentant une telle structure, le fonctionnement du train planétaire 120 va tout d'abord être décrit. Dans le train planétaire 120, si les vitesses de rotation de deux des trois arbres de rotation et le couple d'un des trois arbres de rotation (ci-après la vitesse de rotation I et le couple d'un certain arbre de rotation seront appelés ensemble un état de rotation)
sont déterminés, les états de rotation de tous les arbres de rotation sont déterminés.
Bien que la relation entre les états de rotation des arbres de rotation puisse être trouvée en utilisant une formule de calcul qui est bien connue dans le domaine de la mécanique, elle peutit également être trouvée géométriquement au moyen d'un nomogranmme. La figure 2 montre un nomogramme en tant qu'exemple. Tandis que l'axe des ordonnées montre les vitesses de rotation des arbres de rotation, l'axe des abscisses montre une relation de distance entre les rapports d'engrenage des engrenages. Une position C, qui est un point de division intérieur de I:p entre l'arbre de planétaire 125 Qn (S sur la figure 2) et l'arbre de couronne 126 (R sur la figure 2), est définie commc une position de l'arbre de porte-satellite 127. La valeur de p représente un rapport (Zs/Zr) entre le nombre de dents du planétaire 121 (Zs) et le nombre de dents de la couronne 122 (Zr). Pour les points S, C et R définis le long de l'axe des abscisses, les vitesses de rotation Ng, Ne et Nm des arbres de rotation sont respectivement tracées. Conformément à la caractéristique du train planétaire 120, les trois points qui ont ainsi été tracés sont toujours alignés selon une seule ligne. Cette ligne est appelée une ligne conjointe de fonctionnement. Une ligne est déterminée de manière unique si
deux points sont spécifiés. Ainsi, la référence à cette ligne conjointe de fonctionne-
ment permet de calculer la vitesse de rotation d'un des trois arbres de rotation à partir
Go des vitesses de rotation des deux arbres de rotation restants.
Conformément à la caractéristique du train planétaire 120, lorsque les valeurs de couple des arbres de rotation sont remplacées par les forces agissant sur la ligne conjointe de fonctionnement, la ligne conjointe de fonctionnement maintient son équilibre comme un corps rigide. En tant qu'exemple concret, un couple agissant sur l'arbre de porte-satellite 127 est défini en tant que Te. Dans ce cas, comme montré sur la figure 2, une force correspondant au couple Te est appliquée vers le haut à la ligne conjointe de fonctionnement à la position C. La direction d'application de la force est déterminée conformément à la direction du couple Te. Egalement, un couple Tp agissant sur l'arbre de couronne 126 est appliqué vers le bas à la ligne conjointe de fonctionnement à la position R. Tes et Tep montrées sur la figure 2 sont deux forces équivalentes obtenues en conséquence de la distribution du couple Te conformément
a la loi de distribution des forces agissant sur un corps rigide. Les valeurs de couple Tes, Tep peuvent être exprimées par les formules (1) et (2) suivantes.
Tes - p/(1 + p) x Te... (1) Tep - 1/(l + p) x Te... (2)
En considération d'un état o la ligne conjointe de fonctiolnnement est équili-
brée commoe un corps rigide pendant l'application de ces forces, il est possible de i ( calculer un couple Tg à appliquer à l'arbre de planétaire 125 par le moteur-générateur MGI1 et un couple Tm à appliquer à l'arbre de couronne par le moteur-générateur MG2. Le couple Tg devient égal au couple Tes, et le couple Tm devient égal à une
différence entre le couple Tp et le couple Tep. Les valeurs de couple Tg, Tm présen-
tant ces caractéristiques sont respectivement exprimées par les formules (3) et (4)
suivantes.
Tg = -p/(1 + p) x Te... (3) Tmn= Tp- 1/(I + p) x Te... (4)
Lorsque le moteur 150 couplé à l'arbre de porte-satellite 127 tourne, le plané-
taire 121 et la couronne 122 peuvent tourner dans divers états de fonctionnement, les Do conditions susmentionnées concernant la ligne conjointe de fonctionnement étant satisfaites. Lorsque le planétaire 121 tourne, il est possible de générer de l'électricité dans le moteurgénérateur MGI au moyen de la puissance tournante du planétaire 121. Lorsque la couronne 122 tourne, il est possible de transmettre la puissance de sortie du moteur 150 à l'essieu de véhicule 112. Dans un Véhicule hybride présentant une structure représentée sur la figure 1, la puissance de sortie du moteur 150 est divisée en une puissance qui est transmise mécaniquement à l'essieu de véhicule 112 et en une puissance qui est convertie en puissance électrique par la régénération d'un des moteurs-générateurs MGI, MG2 (fonctionnant comme un générateur). De plus,
la puissance électrique qui a été régénérée est utilisée comme puissance d'entraîne-
n ment de l'autre moteur-générateur (fonctionnant comme un moteur électrique), de telle manière que le véhicule puisse être propulsée avec une puissance souhaitée de sortie vers l'essieu de véhicule 112. Ainsi, lorsque le véhicule hybride construit comme montré sur la figure I roule, les moteurs-générateurs MG 1, MG2 remplissent habituellement une fonction soit d'entraînement soit de régénération. Dans ce cas, le contrôle est effectué de sorte que la puissance électrique consommée pendant le fonctionnement d'entraînement soit équilibrée par rapport à la puissance électrique
générée pendant la régénération.
Dans le véhicule hybride construit comme montré sur la figure 1, lors du contrôle d'un état de déplacement du véhicule, le couple approprié pour l'essieu de véhicule 112 (en fait l'arbre de couronne 126 couplé mécaniquement à l'essieu de vehicule) est tout d'abord déterminé à partir de la vitesse du véhicule et du degré d'ouverture d'accélérateur (en fait du papillon des gaz). Une puissance à fournir par l'arbre de couronne 126 est déterminée à partir du couple requis et de la vitesse du véhicule. Ensuite, une puissance à fournir par le moteur 150 est déterminée de sorte que l'arbre de couronne 126 devienne capable de fournir la puissance requise. Le contrôle de puissance du moteur 150 est réalisé de sorte que le moteur 150 fournisse In la puissance ainsi déterminée. Le contrôle de puissance des moteurs- générateurs M GI, MG2 est réalisé de sorte que le couple susmentionné requis soit obtenu sur
l'arbre de couronne 126 lorsque le moteur 150 fournit la puissance susmentionnée.
Les moteurs-générateurs MG1, MG2 fonctionnent en moteur ou en régénération (génération de puissance électrique), de telle manière qu'une puissance prédéterminée I fournie par le moteur soit convertie en une vitesse de rotation souhaitée et en un
couple souhaité et soit fournie à l'arbre de couronne 126, à savoir, de l'essieu de véhi-
cule 112.
Pour fournir une puissance prédéterminée correspondant à une puissance requise qui a été déterminée comme puissance devant être fournie par l'arbre de
2o couronne 126, le moteur 150 peut adopter divers états de fonctionnement (combinai-
sons de vitesses de rotation et de valeurs de couple de sortie). Ainsi, lorsque le moteur est contrôlé pour fournir une puissance prédéterminée, on choisit un point de fonctionnement correspondant au rendement le plus élevé. Les états d'entraînement des moteurs-générateurs MGI, MG2 sont contrôlés de sorte que le moteur soit
entraîné au point de fonctionnement.
Après le calcul du point de fonctionnement au rendement le plus élevé à l'instant o le moteur 150 fournit la puissance prédéterminée susmentionnée, une vitesse de rotation et un couple au point de fonctionnement sont respectivement établis comme vitesse de rotation de consigne et comme couple de consigne du moteur 150. Comme décrit cidessus, l'arbre d'entraînement du moteur 150 est couplé pour tourner à la même vitesse de rotation que le porte-satellite 124. Par conséquent,
lorsque le moteur 150 fournit la puissance prédéterminée tout en étant en fonction-
nement au point de fonctionnement, la vitesse de rotation de l'arbre de porte-satellite 127 est égale à la vitesse de rotation de consigne du moteur 150 qui a été déterminée comme décrit ci-dessus. Egalement, l'arbre de rotation de la couronne 122 est couplé à l'arbre d'entraînement du moteur-générateur MG2, et la couronne 122 est couplée mécaniquement à l'essieu de véhicule 112. Ainsi, la vitesse de rotation de l'arbre de
couronne 126 peut être calculée de manière unique à partir de la vitesse du véhicule.
Comme l'arbre de rotation du planétaire 121 et l'arbre d'entralînement du moteur-
générateur MGI sont couplés l'un à l'autre, la vitesse de rotation du moteur-
générateur MGI est égale à la vitesse de rotation de l'arbre de planétaire 125. Une lbis que la vitesse de rotation de l'arbre de couronne 126 et la vitesse de rotation de lI'arbre de porte-satellite 127 sont déterminées, la vitesse de rotation de l'arbre de
planétaire 125 peut être calculée à partir du nomiogrammine montré sur la figure 2.
Une fois que les vitesses de rotation des arbres de rotation couplés aux engre-
nages constituant le train planétaire 120 sont ainsi déterminées, les valeurs de couple devant être fournies par les moteurs-générateurs MG 1, MG2 sont détermlinées par un Mo traitement prédételrminé. Si le moteur 150 est contrôlé pour fournir la puissance prédéterminée tout en contrôlant les états de fonctionnement des mnoteurs-générateurs N4MGI1, MG2 de sorte qu'ils soient entraînés dans une tel état, le moteur 150 est commandé pour fonctionner dans un état o le moteur 150 présente son rendement le
plus élevé. Ainsi, il est possible de réaliser un état de fonctionnement souhaité dans le véhicule hybride.
Les moteurs-générateurs MG 1, MG2 fonctionnent en entraînement ou en régé-
nération commoe décrit ci-dessus et peuvent adopter les états de fonctionnement
correspondant à diverses vitesses de rotation et à diverses valeurs de couple de sortie.
Ces vitesses de rotation et ces valeurs de couple de sortie ont des valeurs de seuil.
() Les figures 3 et 4 sont des vues explicatives des caractéristiques de sortie montrant les valeurs de seuil des vitesses de rotation et des valeurs de couple de sortie des
mnoteurs-générateurs MGI1, MG 2. Ces valeurs de seuil sont déterminées conformé-
ment aux performances des moteurs eux-mêmes ou aux caractéristiques mécaniques des moteurs. Ainsi, dans le véhicule hybride, lorsqu'on tente de réaliser un état de fonctionnement souhaité au niveau de l'essieu de véhicule en convertissant une puissance de sortie du moteur 150 par l'intermédiaire du train planétaire 120 et en contrôlant les moteursgénérateurs MGI1, MG2, les états de fonctionnement établis pour les moteurs-générateurs MGI, MG2 peuvent dépasser les valeurs de seuil des mnoteurs-générateurs. C'est-à-dire que, même si la puissance de sortie du moteur 150 n se situe dans une plage de fonctionnement du moteur 150, l'état de fonctionnement déterminé pour le moteur-générateur MG I ou MG2 peut dépasser les valeurs de seuil
montrées sur les figures 3 et 4.
Dans le véhicule hybride construit comme montré sur la figure 1, un état de fonctionnement tel que montré sur le nomogramme de la figure 5 peut survenir lorsque la vitesse du véhicule augmente. Dans cet état, le moteur-générateur MG2 régénère de la puissance électrique tandis que l'arbre de couronne 126 tourne dans un sens positif. Le moteur- générateur MG1 effectue le fonctionnement d'entraînement de telle manière qu'une puissance électrique équivalente à la puissance électrique régénérée par le moteur-générateur MG2 soit consommée. Un état de fonctionnement du moteur-générateur MG2 à l'instant o le véhicule hybride adopte un tel état de fonctionnement est indiqué en tant qu'exemple par un point ci sur la figure 4, qui est une vue explicative des caractéristiques de sortie du moteur-générateur MG2. Si la pédale d'accélérateur est enfoncée pour faire augmenter la vitesse de véhicule du véhicule hybride, un contrôle est effectué pour faire augmenter la vitesse de rotation de l'arbre de couronne 126, à savoir, la vitesse de rotation du mloteur-générateur MG2. A cet instant. l'état de fonctionnement du moteur-générateur MG2, qui est déterminé sur la base de la puissance requise susmentionnée et d'un point de fonctionnement o le moteur 150 présente son rendement le plus élevé, devient un
état de fonctionnement correspondant à une position marquée par [P sur la figure 4.
C'est-à-dire que la valeur de seuil de l'état de fonctionnement du moteur-générateur
MG2 est dépassée.
Le fonctionnement demandé du moteur-générateur MG2 devient un état correspondant à la position marquée par 3 sur la figure 4. Dans le cas de dépassement de la valeur de seuil. le moteur-générateur MG2 ne peutit pas adopter un tel état de fonctionnement. Par conséquent, même dans le cas o le moteur 1 50 fournit toujours une puissance suffisante par comparaison avec la puissance requise susmentionnée, la vitesse du véhicule ne peutit pas être augmentée davantage. Ainsi, dans un tel cas, une limite supérieure dc la vitesse du véhicule est fixée non pas par une puissance qui peut être fournie par le moteur 150, mais par les performances du moteur-générateur MG2. Dans un tel véhicule hybride, si on tente d'obtenir une vitesse de véhicule plus élevée dans la limite d'un état de sortie du moteur 150 compte tenu des divers états de déplacement, il est nécessaire d'installer des moteurs-générateurs de plus grande taille. C'est-à-dire que si les moteurs-générateurs MGI, MG2 devant être installés sont de taille suffisamment grande, les moteurs- générateurs MG 1, MG2 peuvent être utilisés pour tous les états de déplacement possibles dans la plage o le moteur 150 peut fournir la puissance. Cependant, si des moteurs-générateurs de plus grande taille ) sont installés, les moteurs-générateurs occupent un plus grand espace. Par conséquent, un problème survient du fait que davantage de restrictions sont imposées sur la conception du véhicule. Egalement, une augmentation du poids du véhicule entraîne un problème de détérioration du taux de consommation de carburant (exprimé par exemple en litres de carburant aux 100 kim). Ainsi, il est devenu
souhaitable d'obtenir une vitesse de véhicule plus élevée en développant suffisam-
ment les performances du moteur sans agrandir les moteurs-générateurs et ainsi
d'améliorer les performances du véhicule.
Un objet d'une unité de sortie de puissance, d'un procédé de contrôle de l'unité
de sortie de puissance et d'un véhicule hybride, selon la présente invention est préci-
sémrnent de résoudre les problèmes susmentionnés et de garantir suffisamment les performances du véhicule en développant suffisamment les performances du moteur thermique sans devoir agrandir les moteurs électriques (c'est-à-dire les moto-
générateur électriques).
Dans un premier aspect de la présente invention, une unité de sortie de puissance comprenant: un moteur thermique comportant un arbre de sortie, des moteurs électriques couplés à un arbre d'entraînement ou de roue transmettant la I( puissance de sortie du moteur thermique par l'intermédiaire de l'arbre de sortie à l'extérieur; des moyens de réglage de puissance qui sont couplés à l'arbre de sortie et à l'arbre d'entraînement et qui règlent la puissance fournie par l'arbre de sortie au
moyen de la puissance électrique pour transmettre la puissance à l'arbre d'entraîne-
ment, des moyens de calcul de puissance requise qui calculent la puissance requise pour le moteur thermique; des moyens d'estimation de vitesse de rotation qui mesu- rent la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement et qui comparent la vitesse de rotation à la vitesse de rotation autorisée des moteurs électriques; des moyens d'établissement d'état de fonctionnement qui établissent les états de fonctionnement des moteurs électriques de sorte que les moteurs électriques fournissent un couple de no sortie sensiblement égal à zéro et une vitesse de rotation égale à la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement et qui établissent un état de fonctionnement du moteur thermique sur la base des états de fonctionnement établis des moteurs électriques et de la puissance requise, et des moyens de commande qui font fonctionner (contrôlent) le moteur thermique, les moyens de réglage de puissance et les moteurs
électriques sur la base de l'état de fonctionnement établi par les moyens d'établisse-
ment d'état de fonctionnement.
Dans l'unité de sortie de puissance ainsi réalisée de la présente invention, les moyens de réglage de puissance, qui sont couplés à l'arbre d'entraînement fournissant une puissance à l'arbre de sortie du moteur thermique et vers l'extérieur, transmettent 3o une puissance de sortie du moteur thermique à l'arbre d'entraînement et règlent la puissance d'entraînement par l'échange de puissance électrique. Cette unité de sortie de puissance assure une vitesse de rotation à l'arbre d'entraînement et détermine si la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement a dépassé ou non la valeur de seuil d'une vitesse de rotation qui est autorisée lorsque les moteurs électriques couplés à l'arbre d'entraînement fournissent de la puissance. S'il est déterminé que la valeur de seuil de
la vitesse de rotation a été dépassée, les états de fonctionnement des moteurs électri-
ques sont établis de sorte que les moteurs électriques adoptent un couple de sortie sensiblement égal à 0 et une vitesse de rotation égale à la vitesse de rotation de l'arbre
d'entraînement. Sur la base des états de fonctionnement établis des moteurs électri-
ques et de la puissance requise pour le moteur thermique, un état de fonctionnement du moteur thermique est établi. Le moteur thermique, le dispositif de réglage de puissance et les moteurs électriques sont commandés de sorte que les moteurs électriques et le moteur thermique adoptent les états de fonctionnement qui ont été établis. Ceci élimine le risque que la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement de
l'unité de sortie de puissance ne soit limitée par les performances des moteurs électri-
ques. Si une puissance suffisante est fournie par le moteur thermique, il est possible de fournir une puissance exprimée par une vitesse de rotation souhaitée et un couple souhaité de l'arbre d'entraînement tout en faisant fonctionner les moteurs électriques
de sorte que les valeurs de couple de sortie des moteurs électriques deviennent sensi-
blemerit égales à 0. Ceci permet de supprimer le fonctionnement des moteurs électri-
ques requis pour fournir une puissance souhaitée de l'arbre d'entraînement et de
réduire la taille des moteurs électriques installés dans l'unité de sortie de puissance.
Dans l'aspect susmentionné de la présente invention, l'unité de sortie de puissance peut comporter en outre: une batterie secondaire ou détraction qui peut échanger de la puissance électrique avec les moyens de réglage de puissance et avec les moteurs électriques et des moyens de calcul d'équilibre qui calculent un équilibre
énergétique au moins sur la base de la perte d'énergie générée pendant la transmis-
sion de la puissance du moteur thermique à l'arbre d'entraînement et de la demande de charge et de décharge de la batterie secondaire. Les moyens d'établissement d'état de fonctionnement comportent des moyens de correction qui corrigent la puissance
de sortie du moteur thermique en corrigeant la vitesse de rotation du moteur thermi-
que sur la base de l'équilibre énergétique calculé par les moyens de calcul d'équilibre, lors de l'établissement de l'état de fonctionnement du moteur thermique. Les moyens de commande font fonctionner le moteur thermique et les moyens de réglage de puissance sur la base de la puissance obtenue par la correction effectuée par les
moyens de correction.
o0 Dans cette réalisation, même dans le cas o le couple de sortie de l'arbre d'entraînement est affecté par un couple de sortie du moteur thermique, la puissance de sortie du moteur thermique est corrigée en utilisant la vitesse de rotation du moteur thermique. Ainsi, le couple de sortie du moteur thermique ne varie pas. En conséquence, la correction de la puissance de sortie du moteur thermique empêche la
puissance de sortie de l'arbre d'entraînement de s'écarter d'une valeur souhaitée.
Dans un autre aspect de la présente invention, est proposée une unité de sortie de puissance comprenant: un moteur thermique comportant un arbre de sortie; des moteurs électriques couplés à un arbre d'entraînement transmettant à l'extérieur la
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puissance de sortie du moteur thermique par l'intermédiaire de l'arbre de sortie, des moyens de réglage de puissance qui sont couplés à l'arbre de sortie et à l'arbre d'entrainement et qui règlent la puissance de l'arbre de sortie au moyen de la puissance électrique pour transmettre la puissance à l'arbre d'entraînement; des moyens de calcul de puissance requise qui calculent la puissance requise pour le moteur thermique; des moyens d'estimation de vitesse de rotation qui mesurent la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement et qui comparent la vitesse de rotation à la vitesse de rotation autorisée des moteurs électriques. des moyens d'établissement de couple qui établissent un état de fonctionnement du moteur thermique sur la base de la puissance requise calculée et qui établissent des valeurs de couple de sortie des
moteurs électriques sur la base de l'état de fonctionnement établi du moteur thermi-
que lorsque la vitesse de rotation mesurée est égale ou inférieure à la vitesse de rota-
tion autorisée; des moyens d'estimation de couple qui comparent les valeurs de couple de sortie établies des moteurs électriques avec une quantité prédéterminée; des moyens d'établissement d'état de fonctionnement qui établissent les états de
fonctionnement des moteurs électriques de sorte que les moteurs électriques fournis-
sent un couple de sortie sensiblement égal à zéro et une vitesse de rotation égale à la
vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement et qui établissent un état de fonctionne-
menit du moteur thermique sur la base des états de fonctionnement établis des moteurs électriques et de la puissance requise; et des moyens de commande qui font fonctionner le moteur thermique, les moyens de réglage de puissance et les moteurs
électriques sur la base de l'état de fonctionnement établi par le dispositif d'établisse-
menit d'état de fonctionnement.
Dans l'unité de sortie de puissance ainsi réalisée, le dispositif de réglage de puissance, qui est couplé à l'arbre d'entraînement fournissant la puissance vers l'arbre die sortie du moteur thermique et vers l'extérieur, transmet la puissance de sortie du moteur thermique à l'arbre d'entraînement et règle la puissance transmise par l'échange de puissance électrique. L'unité de sortie de puissance entraîne l'arbre d'entraînement à une vitesse de rotation définie et détermine si, oui ou non, la vitesse
de rotation de l'arbre d'entraînement a dépassé la valeur de seuil de la vitesse de rota-
tion qui est autorisée lorsque les moteurs électriques couplés à l'arbre d'entraînement fournissent la puissance. S'il est déterminé que la valeur de seuil de la vitesse de rotation n'a pas été dépassée, un état de fonctionnement du moteur thermique est établi sur la base de la puissance requise pour le moteur thermique. Les valeurs de
couple de sortie des moteurs électriques sont établies sur la base de l'état de fonction-
nement du moteur thermique qui a été ainsi établi. S'il est déterminé que les valeurs de couple de sortie ainsi établies des moteurs électriques ont dépassé la valeur de seuil, les états de fonctionnement des moteursélectriques sont établis de sorte que les moteurs électriques fournissent un couple de sortie inférieur à la valeur de seuil et
assurent une vitesse de rotation égale à la vitesse de rotation de l'arbre d'entraine-
ment. Egalement, un état de fonctionnement du moteur thermique est établi sur la base des états de fonctionnement établis des moteurs électriques et de la puissance requise. De plus, le moteur thermique. les moyens de réglage de puissance et les moteurs électriques sont commandés de sorte que les moteurs électriques et le moteur
thermique adoptent les états de fonctionnement établis.
Ceci élimine le risque que la puissance de sortie de l'arbre d'entraînement ne soit limitée par les performances des moteurs électriques. Si une puissance suffisante est fournie par le moteur thermique, il est possible de fournir le couple souhaité et d'assurer la vitesse de rotation souhaitée de l'arbre d'entraînement tout en faisant fonctionner les moteurs électriques de sorte que les valeurs de couple de sortie des moteurs électriques soient confinées dans la plage inférieure à la valeur de seuil. Ceci permet de réduire la puissance requise des moteurs électriques pour fournir une t > puissance souhaitée de l'arbre d'entrainement et réduit, de plus, la taille des moteurs
électriques installés dans l'unité de sortie de puissance.
Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de réglage
de puissance comportent des générateurs de puissance électrique et un train épicy-
cloïdal ou planaire comprenant trois arbres rotatifs, les trois arbres de rotation sont 2n respectivement couplés aux générateurs, à l'arbre de sortie du moteur thermique et à
l'arbre d'entraînement.
Les moyens de réglage de puissance comportent un moteur électrique (CM) comprenant une paire de rotors appariés (CM), les deux rotors pouvant tourner l'un
par rapport à l'autre.
Le procédé de contrôle selon l'invention d'une unité de puissance comprenant: un moteur thermique comportant un arbre de sortie;
des moteurs électriques couplés à un arbre d'entraînement transmettant à l'exté-
rieur la puissance de sortie du moteur thermique par l'intermédiaire de l'arbre de sortie; des moyens de réglage de puissance qui sont couplés à l'arbre de sortie et à l'arbre d'entraînement et qui règlent la puissance de l'arbre de sortie au moyen de la puissance électrique pour transmettre la puissance à l'arbre d'entraînement, comporte les étapes consistant: à calculer une puissance requise pour le moteur thermique; à mesurer la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement et comparer la vitesse de rotation à une valeur de seuil d'une vitesse de rotation qui est autorisée lorsque les moteurs électriques fournissent de la puissance; et à établir des états de fonctionnement des moteurs électriques de sorte que les moteurs électriques fournissent un couple de sortie approximativement égal à zéro et une vitesse de rotation égale à la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement lorsque
la vitesse de rotation mesurée est supérieure à la valeur de seuil de la vitesse de rota-
tion. Lc véhicule hybride selon l'invention qui comporte l'unité de sortie de puissance explicitée ci-dessus est propulsé par la puissance de sortie de l'arbre de
transmission ou de roues.
Les objets, caractéristiques et avantages précédents et les autre la présente
invention deviendront évidents à partir de la description qui suit de modes de réalisa-
tion préférés en référence aux dessins joints, sur lesquels: la figure I représente schématiquement la structure d'un véhicule hybride employant une unité de sortie de puissance selon un mode de réalisation de la présente invention; > la figure 2 est uni nomogramme expliquant un principe de fonctionnement de l'unité de fourniture de puissance du mode de réalisation; la figure 3 est une vue explicative d'une caractéristique de sortie d'un moteur électrique MG 1; la figure 4 est une vue explicative d'une caractéristique de sortie d'un moteur électrique MG2; la figure 5 est un nomogramme expliquant un principe de fonctionnement de l'unité de sortie de puissance du mode de réalisation; la figure 6 est un ordinogramnme montrant un sous-progranmme de traitement de contrôle de couple; 2> la figure 7 est une vue explicative montrant la relation entre des points de fonctionnement et des rendements de fonctionnement dans un moteur thermique; la figure 8 est une vue explicative montrant la relation entre des vitesses de moteur thermique et des rendements de fonctionnement lorsque la puissance requise est constante; la figure 9 est une vue explicative montrant comment établir un point de fonctionnement d'un moteur thermique 150; la figure 10 est un nomogramme expliquant un principe de fonctionnement de l'unité de sortie de puissance du mode de réalisation; et la figure 1 est une vue explicative représentant schématiquement la structure d'un véhicule hybride selon un second mode de réalisation de la présente invention. Des modes de réalisation de la présente invention vont être décrits ci-après en
référence aux dessins.
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Tout d'abord, la structure d'un véhicule hybride auquel une unité de sortie de puissance selon un mode de réalisation de la présente invention est appliquée va être décrite en référence à la figure 1. Le système de puissance de ce véhicule hybride est réalisé coomme suit. Un moteur thermique 150, qui est conçu cormme un moteur principal installé dans le système de puissance, est un moteur à essence ordinaire, mais pourrait également être un autre type de moteur thermiquc ou de turbine, par
exemple un motcur Diesel. Le moteur thermique 150 fait tourner un vilebrequin 156.
Une unité de contrôle électronique d'injection de carburant (EFIECU) 170 contrôle le
fonctionnement du moteur thermique 150. L'unité de contrôle électronique d'injec-
I) tion de carburant 170 est un micro-ordinateur à une seule puce comprenant une unité
centrale CPU, une mémoire morte ROM, une mémoire vive RAM et similaire.
Conformément à un programme mémorisé dans la mémoire morte, l'unité centrale contrôle l'injection de carburant dans le moteur thermique 150 et effectue d'autres
opérations de contrôle. Bien que non représentés sur les dessins, divers capteurs indi-
catifs de l'état de fonctionnement du moteur thermique sont connectés à l'uniité de contrôle électronique d'injection de carburant 170 de sorte que ces opérations de
contrôle puissent être effectuées.
De plus, le système de puissance comporte des moteurs MGI, MG2. Les moteurs MGI, MG2 sont conçus conmme des générateurs synchrones et comportent, respectivement, des rotors 132, 142 et des stators 133, 143. Une pluralité d'aimants permanents sont disposés sur une face périphérique extérieure de chacun des rotors 132, 142. Une bobine triphasée formant un champ magnétique tournlant est enroulée autour de chacun des stators 133, 143. Les stators 133, 143 sont fixés à une carcasse 119. Les bobines triphasées bobinées autour des stators 133, 143 des moteurs MGI, MG2 sont respectivement connectées à une batterie 194 (batterie secondaire ou de
traction, appelée également par l'homme de l'art batterie de puissance) par l'inter-
médiaire de circuits dc commande 191, 192. Les circuits de commande 191, 192 sont des inverseurs à transistors comportant deux transistors conçus comme un élément de commutation pour chaque phase. Les circuits de commande 191, 192 sont connectés ) à une unité de contrôle 190. Dès que les transistors dans les circuits de commande 191, 192 sont coimmutés par Ull signal de commande provenant de l'uimité de contrôle
, un courant électrique circule entre la batterie 194 et les moteurs MGI, MG2.
Les moteurs MG 1, MG2 peuvent également fonctionner comme un moteur électrique qui est entraîné en rotation en recevant de la puissance électrique provenant de la batterie 194. Lorsque les rotors 132, 142 tournent du fait d'un entraînement externe, les moteurs MGI, MG2 peuvent fonctionner comme un générateur qui produit une force électromotrice aux extrémités opposées de la bobine triphasée et chargent la
batterie 194.
Comme décrit précédemment, le moteur thermique 150 et les moteurs MGI, MG2 sont couplés mécaniquement les uins aux autres par l'intermédiaire d'un train planétaire 120. Le train planétaire 120 est composé d'un planétaire 121, d'une couronne dentée 122 et d'un porte-satellite 124 comportant au moins un satellite 123. Dans le véhicule hybride de ce mode de réalisation, le vilebrequin 156 du moteur thermique 150 est couplé à un arbre de porte-satellite 127 par l'intermédiaire d'un amortisseur 130. L'amortisseur 130 est prévu pour absorber les vibrations de torsion éenerces dans le vilebrequin 156. Le rotor 132 du moteur MGI est couplé à un arbre de planétaire 125. Le rotor 142 du moteur MG2 est couplé à un arbre de couronne i() dentée 126. La rotation de la couronne 122 est transmise à un essieu de véhicule 112
et à des roues I 1 6R, 1 1 6L par l'intermédiaire d'une chaîne 129.
Le train planétaire 120 fonctionne commne décrit en référence au nomogramime de la figure 2. Le véhicule hybride de ce mode de réalisation peut rouler dans divers états basés sur le fonctionnement du train planétaire 120. C'est-à-dire que, comme 3 décrit ci-dessus, le contrôle du fonctionnement des moteurs MGI, MG2 permet de convertir une puissance de sortie du moteur thermique 150 en un état de rotation correspondant à diverses vitesses de rotation et niveaux de couple et de transmettre la
rotation à l'essieu de véhicule 1 12.
Dans son ensemble, l'unité de contrôle 190 contrôle le fonctionnement de ) l'unité de sortie de puissance de ce mode de réalisation. Conmmc c'est le cas avec l'unité de contrôle électronique d'injection de carburant 170, l'unité de contrôle 190 est un micro-ordinateur à une seule puce comprenant une unité centrale, une mémoire morte, une mémoire vive et similaire. L'unité de contrôle 190 est connectée à l'unité de contrôle électronique d'injection de carburant 170 de sorte que divers éléments _5 d'information puissent être échangés entre elles. L'unité de contrôle 190 fournit à
l'unité de contrôle électronique d'injection de carburant 170 les éléments d'informa-
tion qui concernent les valeurs de commande pour le couple et la vitesse de rotation et qui sont nécessaires pour contrôler le moteur thermique 150. De ce fait, l'unité de contrôle 190 peut indirectement contrôler le fonctionnement du moteur thermique () 150. Ainsi, l'unité de contrôle 190 contrôle le fonctionnement de toute l'unité de sortie de puissance par l'échange d'informations avec l'unité de contrôle électronique d'injection de carburant 170. Pour réaliser ce contrôle, divers capteurs sont connectés à l'unité de contrôle 190. Par exemple, ces capteurs comprennent un capteur pour obtenir une vitesse de rotation de l'essieu de véhicule 112 et un capteur de position de n pédale d'accélérateur (non montré) pour détecter un état d'enfoncement d'une pédale
d'accélérateur. Dans ce mode de réalisation, l'arbre de couronne 126 est couplé mrnéca-
niquement à l'essieu de véhicule 1 12. Par conséquent, le capteur 144 pour obtenir une vitesse de rotation de l'essieu de véhicule 112 est prévu sur l'arbre de couronne 126
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afin d'être utilisé commlunément comme capteur pour contrôler la rotation du moteur MG2. En plus d'un mode de fonctionnement dans lequel la puissance fournie parl le moteur thermique 150 est transmise à l'essieu de véhicule 12 par l'intermédiaire du
train planétaire 120 et des moteurs MG], MG2 pour réaliser un état de fonctionne-
ment souhaité au niveau de l'essieu de véhicule 112, le véhicule hybride de ce mode die réalisation peut sélectionner d'autres modes de fonctionnement lorsqu'il roule. Parl exemple, le véhicule hybride peut rouler en utilisant une puissance fournie par la
batterie 194, le moteur thermique 150 étant arrêté.
fIn Ensuite, un traitement de contrôle de couple de ce mode de réalisation va être décrit. Le traitement de contrôle de couple signifie un traitement pour contrôler le
moteur thermique 1 50 et les moteurs MG 1, MG2 pour fournir unec puissance compo-
sée d'un couple requis et d'une vitesse de rotation provenant de l'essieu de véhicule 112. La figure 6 montre un ordinogramme du traitement de contrôle de couple dans i s ce mode de réalisation. Ce sous-programme est exécuté à plusieurs reprises par une unité centrale de l'unité de contrôle 190 parl l'interruption d'un registre d'horloge à des
intervalles d'une période prédéterminée tandis que le moteur thermique 150 tourne.
Dès que le sous-prograimme de traitement de contrôle de couple est commenceé, l'unité centrale reçoit l'information sur le degré d'ouverture d'accélérateur et la vitesse de véhicule Nm (ETAPE SI 00). Le degré d'ouverture d'accélérateur peut être obtenu sur la base d'un signal émis par le détecteur de position de pédale d'accélérateur. La vitesse de véhicule Nm peut être obtenue à partir de la vitesse de rotation de l'arbre de couronne 126 mesurée par le capteur 144. Dans le traitement qui suit, la vitesse de
rotation de l'arbre de couronne 126 est utilisée commne une vitesse de véhicule.
? Ensuite, l'unité centrale établit une force d'entraînement Tp* (un couple de consigne agissant sur l'arbre de couronne 126 bien que ce qui doit être contrôlé soit un couple de sortie de l'essieu de véhicule 112) sur la base des informations entrées à l'ETAPE S 100 (ETAPE S 1 10). La relation des degrés d'ouverture d'accélérateur et des vitesses de véhicule avec les forces d'entraînement Tp* est initialement mémorisée sous la 0 forme d'une carte dans la mémoire morte de l'unité de contrôle 190. L'unité centrale
détermine une force d'entraînement Tp* en se référant à la carte.
Après avoir calculé la force d'entraînement Tp*, l'unité centrale calcule ensuite une puissance de moteur thermique requise Pe* (ETAPE S120). La puissance de moteur thermique requise Pe* est une puissance de propulsion calculée à partir d'un produit de la force d'entraînement Tp* et de la vitesse de véhicule Nrn. Après le calcul de la puissance de moteur thermique requise Pe*, l'unité centrale calcule un équilibre de consigne (ETAPE S130). L'équilibre de consigne est utilisé comme
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critère pour corriger la puissance de sortie du moteur thermique pour fournir réelle-
ment une puissance souhaitée de l'essieu de véhicule I 1 2.
Dans le cas oil la puissance de sortie du moteur thermique 150 est transmise à l'essieu de véhicule 11 2 par l'intermédiaire du train planétaire 120 et des moteurs i\IGI, MG2 et est boulrnie en tant que couple prédéterminé et vitesse de rotation prédéterminée, la puissance n'est pas transmise au rendement de 100 %. Ainsi, compte tenu d'une perte d'énergie provoquée pendant la transmission de la puissance, le moteur thermique 150 doit fournir une puissance supérieure à la puissance de moteur thermique requise Pc* si une puissance requise doit être fournie au niveau de IO I'essieu de véhicule 112. La puissance devant être fournie par le moteur thermique est également aflectée par un état de charge de la batterie 194. C'est-à-dire que,
si l'état de charge de la batterie 194 prend une valeur inférieure à une valeur prédé-
terminée, le moteur thermique 150 doit fournir l'énergie pour charger la batterie 194
(en réalité exécuter une régénération supplémentaire dans les moteurs MGI, MG2).
i s Si l'état de charge de la batterie 194 prend une valeur supérieure à la valeur prédé-
terminée, une puissance électrique doit être prélevée sur la batterie 194 pour éviter la
surcharge de la batterie 194. La puissance devant être fournie par le moteur thermi-
que 150 diminue alors que la puissance électrique fournie par la batterie 194 augmente. De cette manière, l'équilibre de consigne peut être calculé comme une fonction d'une perte provoquée pendant la transmission de puissance ou d'un état de charge de la batterie 194. C'est-à-dire que l'équilibre de consigne est calculé comme une valeur indiquant une différence de puissance devant être fournie par le moteur thermique 150 en comparaison de la puissance de moteur thermique requise Pe*
calculée à l'ETAPE S 120.
Après le calcul de l'équilibre de consigne, l'unité centrale détermine ensuite si, oui ou non, la vitesse de rotation du moteur MG2 a dépassé une valeur de seuil pour la vitesse de rotation du moteur MG2 (ETAPE S140). La valeur de seuil pour la vitesse de rotation à l'instant o le moteur MG2 fournit la puissance peut être obtenue à partir du diagramme de caractéristique de sortie du moteur MG2 montré sur la 3o figure 4. C'est-à-dire que, sur la figure 4, la vitesse de rotation correspondant à un
point d'intersection LIM entre une ligne indicative de la limite d'uni état de fonction-
nement du moteur MG2 et l'axe des abscisses est une valeur de seuil à l'instant o le
moteur MG2 fournit la puissance. Il est déterminé si, oui ou non, la vitesse de rota-
tion Nm de l'arbre de couronne 126 entrée à l'ETAPE SI00 a dépassé la valeur de seuil. S'il est déterminé que la vitesse de rotation du moteur MG2 n'a pas dépassé la valeur de seuil, l'unité centrale calcule un point de fonctionnement de consigne du moteur thermique 150 conformément au contrôle normal. C'est-à-dire que l'unité centrale établit une vitesse de rotation de consigne Ne* et un couple de consigne Te* pour fournir la puissance de moteur thermique requise Pe* calculée à l'ETAPE S1 20 (ETAPE S150). Dans un tel contrôle, un point correspondant au rendement de fonctionnement Ic plus élevé est sélectionné à partir de la carte en tant que point de
Ifonctionnement du moteur thermique 150.
La figure 7 montre uine relation entre des points de fonctionnement et des rendemenits de fonctionnement du moteur thermique 150. Une courbe B montrée sur la figure 7 indique les valeurs de seuil de couple et de vitesse de rotation lors du fonctionnement du moteur thermique 150. Sur la figure 7, les courbes indiquées par o) 1%, 02% et similaire sont des courbes de même rendement o le rendement du
moteur thermique 150 reste constant. Le rendement du moteur thermique 150 dimi-
nue dans l'ordre de t I %, (x2%, etc. Comme montré sur la figure 7, le moteur thermli-
que 150 présente un rendement élevé compris dans une certaine plage. Le rendement du moteur thermique diminue graduellement vers des points de fonctionnement
I situés à la périphérie de la plage.
Sur la figure 7, les courbes indiquées par Cl-CI, C2-C2 et C3-C3 sont des courbes o la puissance fournie par le moteur thermique 150 reste constante. Le point de fonctionnement du moteur thermique 150 est sélectionné sur une courbe prédéterminée parmi ces courbes qui correspond à une puissance requise. La puissance requise diminue dans l'ordre de Cl-CI, C2-C2 et C3-C3. Par exemple, dclans le cas o la puissance requise Pe* pour le moteur thermique 150 correspond à une puissance indiquée par la courbe CI-CI, le point de fonctionnement du moteur
thermique 150 est établi à un point AI correspondant au rendement de fonctionne-
ment le plus élevé. De même, le point de fonctionnement est établi à un point A2 sur
la courbe C2-C2 et à un point A3 sur la courbe C3-C3. La figure 8 montre une rela-
tion entre des vitesses de rotation et des rendements de fonctionnement du moteur thermique 150. Sur la figure 8, pour la commodité de l'explication, seules les courbes correspondant aux trois courbes sur la figure 7 sont illustrées en tant que courbes correspondant à une puissance prédéterminée requise. Cependant, un nombre infini de ces courbes peuvent être tracées en correspondance à une demande de puissance, et il est possible de sélectionner un nombre infini de points commoe le point de fonctionnement AI et similaire du moteur thermique 150. La courbe A montrée sur
la figure 7 est une courbe tracée selon la ligne médiane des rendements de fonction-
nement élevés du moteur thermique 150. Cette courbe sera appelée courbe de fonctionnement. Une fois que le point de fonctionnement du moteur thermique 150 est établi par les traitements précédents, la vitesse de rotation de consigne du moteur thermique établie à l'ETAPE S150 est corrigée (ETAPE S170). Dans le traitement pour corriger la vitesse du moteur thermique, la vitesse de rotation de consigne du moteur thermique 150 est corrigée et la puissance à fournir par le moteur thermique 150 est, de ce fait, corrigée de sorte qu'une puissance souhaitée soit réellement fournie à l'essieu de véhicule 112. Dans ce cas, la vitesse de rotation de consigne Ne* est corrigée sur la base de l'équilibre de consigne calculé à I'ETAPE S130 et d'un état des puissances de sortie des moteurs MGI. MG2. S'il est supposé que les puissances actuellement lfournies par les moteurs MGI, MG2 sont respectivemenit Pg, Pm, l'équilibre entre la puissance fournie par le moteur thermique 150 et une puissance absorbée par l'essieu de véhicule I 12 est indiquée par la somme de Pg et de Pm. UIne I( quantité de correction pour la vitesse de rotation de consigne Ne* peut être calculée en exécutant un contrôle proportionnel, intégral et par dérivation (contrôle PID) basé
sur une différence d'équilibre exprimée par la formule suivante.
Equilibre de consigne - (Pg + Prm)
A l'ETAPE SI 70. une nouvelle vitesse de rotation de consigne Ne* du moteur thermique 150 est obtenue en ajoutant la quantité de correction à la vitesse de rota-
tion de consigne Ne* du moteur thermique 150 calculée à l'ETAPE S 150.
Bien que les valeurs de Pg et de Pm soient supposées représenter les puissances réellement fournies par- les moteurs MG 1, MG2, il est difficile de mesurer les puissances et les valeurs de couple de sortie réelles. Ainsi, les valeurs de Pg, Pm sont 0 calculées sur la base des valeurs de commande de couple réellement fournies par les moteurs MG1. MG2 (c'est-à-dire les valeurs de commanide de couple établies à l'instant de la dernière exécution du sous-programme de traitement de contrôle de
couple) et des valeurs de mesure réelles du capteur pour mesurer les vitesses de rota-
tion des moteurs MGI, MG2. Dans le véhicule hybride de ce mode de réalisation, le contrôle est normalement effectué de sorte que la somme de Pg et de Pm devienne égale à 0 à moins qu'une perte d'énergie et un état de charge de la batterie 194 tels que décrits ci-dessus ne soient pris en compte. Cependant, le contrôle est effectué en réalité en tenant compte de l'équilibre de consigne, et le fonctionnement des moteurs MGI1, MG2 est retardé par rapport aux commandes de contrôle. Ainsi, commne décrit () ci-dessus, la somme de Pg et de Pm est calculée sur la base des vitesses de rotation réellement mesurées. Sur la base d'une différence entre la somme de Pg et de Pm et de l'équilibre de consigne, une quantité de correction pour la vitesse de rotation de consigne Ne* est calculée. Comme le contrôle PID est un procédé de contrôle connu,
sa description détaillée sera omise.
Après la correction de la vitesse de rotation de consigne Ne* du moteur thermique 150 à l'ETAPE S1 70, un point de fonctionnement du moteur MGI est établi. Autrement dit, une vitesse de rotation de consigne Ng* et un couple de consigne Tg* du moteur MGI sont établis (ETAPE S180). Une vitesse de rotation de consigne du moteur thermlique 150, à savoir une vitesse de rotation de consigne Ne* de l'arbre de porte-satellite 127 a été établie, et une vitesse de rotation de consigne de l'essieu de véhicule 112, c'est-à-dire qu'une vitesse de rotation Nm de l'arbre de couronne 126 a été transmise en entrée. Par conséquent, il est possible d'établir une vitesse de rotation de consigne de l'arbre de planétaire 125, à savoir, une vitesse de rotation de consigne Ng* du moteur MGI au mooyen du nomograiimme montré sur la Figure 2. Fondamenltalement. à l'ETAPE S180, une vitesse de rotation de consigne
Ng* du moteur MG I est établie par une formule de calcul proportionnel prédétermi-
née déduite du nomiog-rammiie. Uine formule (5) pour calculer la vitcsse de rotation de i o consigne Ng* du moteur MGI est montrée ci-dessous. Conformément au caractère du nomograimme montré sur la figure 2, le couple de consigne Tg* du moteur MGI peut être calculé sur la base de la formule (3). Cependant, le couple de consigne Tg*
est établi en réalité au mooyen d'un contrôle PID.
Ng* = (1 + p)/p x Ne* - 1 /p x Nm... (5) 1 [JUne fois que le point de fonctionnement du moteur MGI est établi, l'unité
centrale établit ensuite un point de fonctionnement du moteur MG2 (ETAPE S190).
La vitesse de rotation Nml de l'arbre de couronne 126 entrée à l'ETAPE S100 est dolnnée comme une vitesse de rotation de consigne du moteur MG2. Ainsi, un couple
de consigne Tim* du moteur MG2 est établi. Du fait du caractère basé sur le nomo-
2) gramme, le couple de consigne Tmn* du moteur MG2 peut être calculé en plaçant une force d'entraîinement Tp* et un couple de consigne de moteur thermique Te* dans la Formule (4). Cependant, le couple de consigne Tmn* est en réalité établi au moyen
d'un contrôle PID.
Conformément au point de fonctionnement qui a été ainsi établi, l'unité centrale effectue les traitements de contrôle concernant les fonctionnements des moteurs
MG 1, MG2 et du moteur thermique 150 (ETAPE S200) et termine le présent sous-
programme. Pendant le contrôle des moteurs MGI, MG2, les tensions appliquées aux bobines triphasées des moteurs sont fixées conformément à la vitesse de rotation de consigne et au couple de consigne qui ont été établis. Ensuitc, conformément aux 31() différences entre les tensions fixées et les tensions actuellement appliquées, les transistors des circuits de commande 191, 192 sont comrmutés. Commne le procédé de
contrôle du moteur synchrone est bien connu, sa description détaillée sera omise.
Egalement, étant donné qu'un traitement de contrôle pour faire fonctionner le moteur thermique 150 à un point de fonctionnement qui a été établi est bien connu,
* s sa description sera omise. Cependant, c'est l'unité de contrôle électronique d'injection
de carburant 170 qui effectue en réalité le contrôle du moteur thermique 150. Ainsi, dans le traitement de l'ETAPE S200 du sous-programme de traitement de contrôle de couple, les éléments d'information nécessaires, tels qu'un point de fonctionnement du
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moteur thermique 150, sont envoyés par l'unité de contrôle 190 à l'unité de contrôle électronique d'injection de carburant 170. En envoyant les informlations de cette
manière, l'unité centrale de l'unité de contrôle 190 contrôle indirectement le fonction-
nement du moteur thermique 150.
S'il est déterminé, à l'ETAPE S140. que la vitesse de rotation du moteur MG2 a dépassé la valeur de seuil, I'unité centrale établit un point de fIonctionnement de consigne du moteur thermique 150, à savoir, une vitesse de rotation de consigne Ne* ct un couple de consigne Te* (ETAPE S160) au moyen d'un contrôle qui est différent dlu contrôle normal. Sur la base de la force d'entraînement Tp* et de la puissance de moteur thermique requise Pe* calculées, respectivement, aux ETAPES S 1 10 et S 120, le point de fonctiolnnement du moteur thermique 150 est établi.
Par exemple, un état ol la vitesse de rotation du moteur MNG2 a dépassé la valeur de seuil correspond à un état de fonctionnement indiqué par un point 3 sur la figure 4. Lorsque la vitesse de rotation du moteur MG2 (un état de fonctionnement s basé sur une valeur de commande de couple actuellement fournie au moteur MG2 et sur la vitesse de rotation Nm de l'arbre de couronne 126 entrée à î'ETAPE S100) est supérieure à la valeur de seuil à l'instant o le moteur MG2 fournit la puissance comme dans le cas ou la vitesse de rotation du moteur MG2 correspond au point P3 montré sur la figure 4, le point de fonctionnement du moteur thermique 150 n'est pas établi à un point du rendement le plus élevé, mais à un point o le couple de consigne Tm* du moteur MG2 est nul. En remplaçant Tm par 0 dans la formule (4), la formule
(6) suivante est établie.
Te = (l +p) x Tp...(6) Tp, à savoir, la force d'entralînement Tp* est calculée à î'ETAPE S110. Le s couple de consigne Te* du moteur thermique 150 est calculé en remplaçant Tp par la
valeur Tp* calculée à l'ETAPE S 1 10 dans la formule (6).
Une fois que le couple de consigne Te* a été ainsi calculé, une vitesse de rota-
tion de consigne Ne* du moteur thermique 150 est calculée sur la base du couple de consigne Te*. La figure 7 montre une relation entre des points de fonctionnemenit et des rendements de fonctionnement du moteur thermique 150. Cependant, comme décrit ci-dessus, lorsqu'une puissance requise est déterminée, le moteur thermique peut adopter divers points de fonctionnement sur une courbe correspondant à la puissance requise (sur une courbe prédéterminée o la puissance de sortie reste constante commoe indiqué par C I -CIl, C2-C2 et C3-C3). Ainsi, dans ce cas, un point de fonctionnement correspondant au couple de consigne Te* calculé sur la base de la formule (6) est sélectionné sur l'une de ces courbes qui correspond à la puissance requise Pe* calculée à l'ETAPE S120, et la vitesse de rotation de consigne Ne* du
moteur thermique 150 est établie.
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La figure 9 montre une courbe Pe* tracée en reliant les points de fonctionne-
menit o la puissance requise Pe* calculée à l'ETAPE SI20 est égale à Pe*. A ETAPE S 160, un point de fonctionnement Dl o le couple de moteur thermique est égal à la valeur Te* calculée sur la base de la formule (6) est sélectionné sur la courbe Pe*, et une vitesse de rotation de consigne Ne correspondant au point de
fonctionnement est calculée. La figure 9 montre égalemenit unec courbe de fonction-
nement A tracée en reliant les points (les lignes médianes) des rendemenits dc fonctionnement les plus élevés du moteur thermique (la même courbe que la courbe A montrée sur la figure 7). Cependant, à l'ETAPE S150, un point de fonctionnement ! ( correspondant à un point d'intersection D2 entre la courbe Pc* et la courbe de fonctionnement A est établi commre un point de fonctionnement du moteur thermique 150. Une fois que le point de fonctionnement du moteur thermique est établi, des traitements similaires à ceux de I'ETAPE S170 à I'ETAPE S200 sont effectués. A l'étape S170, la vitesse de rotation de consigne Ne* du moteur thermique 150 est corrigée sur la base de l'équilibre de consigne calculé à l'ETAPE S130, de telle
manière que la puissance de moteur thermique requise Pe* soit corrigée. Conformé-
menit à un tel traitement montré sur la figure 9, la vitesse de rotation de consigne Ne* est corrigée en Ne*2 sans modifier le couple de consigne Te*, de telle manière qu'un i( point de fonctionnement D3 soit établi commne le point de fonctionnement du moteur thermique 150. Le point de fonctionnement D3 est un point sur une courbe o la puissance de sortie du motcur thermique 150 est égale à Pe*2. Par conséquent, la
puissance de sortie du moteur thermique 150 est corrigée eni Pe par un tel traitement.
A l'ETAPE S I 80, un état de fonctionnement du moteur MGI est établi. La vitesse de rotation de consigne Ne* de l'arbre de porte-satellite 127 est établie comme la vitesse de rotation de consigne corrigée Ne*2 du moteur thermique 150, et la vitesse de rotation Nm de l'arbre de couronne 126 a également été entrée. Ainsi, une vitesse de rotation de l'arbre de planétaire 125, à savoir, une vitesse de rotation de consigne Ng* du moteur MGI est établie sur la base du nomiogramme (en réalité sur la base de la formule (5)). Egalement, conformément au caractère du nomogramime, le couple de consigne Tg* du moteur MG1 peut être exprimé par une formule (7), laquelle est obtenue à partir des formules (3) et (6). Le couple de consigne Tg* du
moteur MGI est en réalité établi au moyen d'un contrôle PID.
Tg* = -p x Tp*... (7) > A l'étape S190, un état de fonctionnement du moteur MG2 est établi. Une vitesse de rotation de consigne du moteur MG2 est une vitesse de véhicule Nm entrée à l'ETAPE S 100, et les traitements à l'ETAPE S160 et aux ETAPES suivantes sont
effectués de sorte que le couple de consigne Tm* du moteur MG2 devienne égal à 0.
Pour cette raison, un état de fonctionnement du moteur MG2 n'est en réalité pas déterminé de nouveau. A 'ETAPE S170, la puissance requise Pe* pour le moteur thermique 150 est corrigée en corrigeant la vitesse de rotation de consigne Ne* du moteur thermique 150 sans modifier le couple de consigne Te* du moteur thermique 150. Par conséquent, le couple de consigne du moteur MG2 reste égal à 0 (voir la formule (3)). Conforlmément au point de fonctionnement qui a été ainsi établi, l'unité centrale effectue les traitements de contrôle concernant les fonctionnemrents des moteurs MG 1, MG2 et du moteur thermique 150 (ETAPE S200), et termine ensuite
le présent sous-programme.
: o La figure 10 montre, par une ligne en trait plein, un nomogramme pour le cas o les traitements susmentionnés à l'ETAPE S160 et aux ETAPES suivantes sont effectués. Dans le cas o les traitements à l'ETAPE S160 et aux ETAPES suivantes sont effectués, une puissance requise Pe* pour le moteur thermique est calculée sur la base de la force motrice Tp* calculée à I'ETAPE Sil0, et un point de fonctionnement du moteur thermique est établi sur la base de la puissance requise Pe*. A cet instant, une vitesse de rotation de consigne Ne* et un couple de consigne Te* du moteur thermique 150 sont calculés de sorte que le couple de consigne du moteur MG2 devienne égal à 0. Conformémlent à ces résultats de calcul, un état de fonctionnement
du moteur MG1 est établi.
:) Dans le cas o les traitements à l'ETAPE S150 et aux ETAPES suivantes sont effectués lorsque le véhicule roule à une vitesse aussi élevée. apparaît l'état dans le nomogramme montré sur la figure 5. Dans le cas o les traitements à l'ETAPE S150 et aux ETAPES suivantes sont effectués, une puissance requise Pe* pour le moteur thermique est calculée sur la base de la force motrice Tp*, et un point de fonctionnement du moteur thermique 150 est établi sur la base de la puissance requise Pe*. A cet instant, une vitesse de rotation de consigne Ne* et un couple de consigne Te* (Te sur la figure 5) du moteur thermique 150 sont calculés de sorte que le moteur thermique 150 présente son rendement le plus élevé. Conformément à ces résultats de calcul et à la vitesse de rotation Nm de l'arbre de couronne 126, un couple de consigne Tg* du moteur MG1, un couple de consigne Tmn* du moteur
MG2 et une vitesse de rotation de consigne Ng* du moteur MG I sont calculés.
En plus du nomogramme pour le cas o les traitements à I'ETAPE S160 et aux ETAPES suivantes sont effectués, la figure 10 montre. par une ligne en tirets, un nomogramme correspondant à un état qui est établi dans le cas o les traitements à I'ETAPE S150 et aux ETAPES suivantes sont effectués avec la vitesse de rotation Nm et la force motrice Tp* de l'arbre de couronne 126 restant identiques. Dans l'état de fonctionnement montré sur le nomogramme de la figure 10 correspondant au cas o les traitements à l'ETAPE S160 et aux ETAPES suivantes sont effectués, la
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vitesse de rotation de consigne Ne* du moteur thermique 1 50 est augmentée et le couple de consigne Te* du moteur thermique 150 est réduit en conséquence sur une courbe de même puissance de sortie, par comparaison avec le cas o les traitements à l'ETAPE SI 50 et aux ETAPES suivantes sont effectués (voir figure 9). Ainsi, Tep et la force motrice Tp*. qui sont des divisions de Te*, s'équilibrent mutuellement de sorte que le couple de consigne Tmn* du moteur MG2 devienne égal à 0. Si le lonctionnemnent est effectué de cette manière, un arbre de sortie du moteur MG2 tourne à unec vitesse de rotation Nm sans fournir de couple, et l'arbre de couronne 126 tourne à la vitesse de rotation Nm et fournit un couple de transmission directe de moteur thermique Tep (un couple généré au niveau de l'arbre de couronne 126 par un
couple fourni par le moteur thermique 150) qui est équilibré par la force d'entraîne-
ment Tp*.
Si le couple de sortie du moteur MG2 est sensiblement égal à 0, la puissance PBm sortie du moteur MG2 est également sensiblement égale à 0. Ainsi, dans un état o la puissance Pg sortie du moteur MG I est équilibrée par la puissance Pm sortie du moteur MG2 sans prendre en compte l'équilibre de consigne et o la somme de la puissance Pg et de la puissance Pm est égale à 0, si le couple de sortie du moteur MG2 est sensiblement égal à 0, la puissance Pg sortie du moteur MGI1 est également sensiblement égale à 0. Sur la figure 10 montrant uni tel état, le couple de consigne Tg* du moteur MGI est exprimé comme une force qui est équilibrée par un couple Tes qui est obtenu en distribuant le couple Te* du moteur thermique 150 sur la base d'une loi de distribution applicable à un corps rigide, et la vitesse de rotation de consigne Ng* du moteur MG I est exprimée comme une valeur sensiblement égale à 0. Dans le cas o les traitements montrés sur la figure 6 sont effectués et o le contrôle dans lequel l'équilibre de consigne est pris en compte est effectué en réalité, le moteur MGI exécute le fonctionnement de régénération ou en moteur en fonction de l'état de charge de la batterie 194. Ainsi, l'arbre de planétaire 125 tourne à une
vitesse de rotation prédéterminée.
Dans l'unité de fourniture de puissance de ce mode de réalisation, si l'état de fonctionnement du moteur MG2 établi à l'ETAPE S1 90 dépasse une valeur de seuil, le couple de sortie du moteur MG2 est rendu obligatoirement sensiblement égal à 0 à l'ETAPE S200, de telle manière qu'un état de fonctionnement dépassant la valeur de seuil ne survienne pas. Ainsi, lorsque le sous-programme de traitement de contrôle de couple est exécuté ensuite, I'état de fonctionnement du moteur MG2 établi à l'ETAPE SI 90 pendant la dernière exécution du sous-programme (un état de fonctionnelment dépassant la valeur de seuil de l'état de fonctionnement du moteur MG2) est appelé à l'ETAPE S140. Il est ensuite estimé que l'état de fonctionnement du moteur MG2 a dépassé la valeur de seuil, et les traitements à l'ETAPE S160 et aux ETAPES suivantes sont effectués. Ainsi, même dans le cas o l'état de fonctionnemlent du moteur MG2 dépasse la valeur de seuil en conséquence des traitements à l'ETAPE S150 et aux ETAPES suivantes, le moteur MG2 ne fonctionne pas dans un état dépassant la valeur de seuil. En fait alors que l'équilibre de sortie entre le moteur
MGI et le moteur MG2 est maintenu, un état de déplacement souhaité est immiiédia-
tenlent obtenu.
Dans le mode de réalisation susmentionné, un équilibre de consigne est calculé à l'ETAPE SI 130. ct la vitcsse de rotation de consigne du moteur thermique 150 est corrigée à l'ETAPE S 170 en conséquence du calcul, de telle manière que la puissance requise Pe* pour le moteur thermique 150 soit corrigée. Cependant, tout d'abord, la puissance requise Pe* pour le moteur thermique 150 peutit être corrigée sur la base de l'équilibre de consigne calculé à 'ETAPE S130. Un point de fonctionnemenlt du moteur thermique 150 peut être établi aux ETAPES S150 et S160 sur la base de la
puissance requise corrigée Pe*.
Dans un tel cas. tout d'abord, la puissance requise Pe* devanit être fournie par le moteur thermique 150 est corrigée sur la base de l'équilibre de consigne calculé à l'ETAPE S130. Ceci correspond à une opération d'établissement d'un point de fonctionnement du moteur thermique 150 sur une courbe Pe*2 au lieu de la courbe Pe* sur la figure 9. Dans le cas o il est déterminé à l'ETAPE S140 que l'état de fonctionnement du moteur MG2 a dépassé la valeur de seuil et o les traitements à lETAPE S160 et aux ETAPES suivantes sont effectués, un point de fonctionnement o le couple de consigne Te* du motcur thermlique 150 adopte une valeur correspondant à la formule (6) (un point de fonctionnement o le couple de consigne Tin* du moteur MG2 est égal à 0) est sélectionné sur la courbe Pe*2. C'est-à-dire que le point de fonctionnement D3 montré sur la figure 9 est sélectionné pour établir un état de fonctionnement du moteur thermique 150. Dans le cas o il est déterminé à l'ETAPE S140 que l'état de fonctionnement du moteur MG2 ne dépasse pas la valeur de seuil et o les traitements à l'ETAPE S150 et aux ETAPES suivantes sont effectués, un point de fonctionnement D4, c'est-à-dire un point d'intersection de la courbe Pe* et de la courbe de fonctionnement A. peut être sélectionné pour établir un
état de fonctionnemlent du moteur thermique 150.
Dans un véhicule équipé de l'unité de sortie de puissance ainsi réalisée de ce mode de réalisation, si la vitesse de rotation du moteur MG2 a dépassé une valeur de seuil, un état de fonctionnement du moteur MG2 est établi de sorte que le couple de sortie Tm* devienne sensiblement égal à 0. Sur la base de l'état de fonctionnement du
moteur MG2 qui a été ainsi établi et d'une puissance requise, les états de fonctionne-
ment du moteur thermique 150 et du moteur MGI sont établis. Ainsi, bien que l'arbre de couronne 126 soit amené à tourner à une vitesse de rotation dépassant une valeur
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de seuil de la vitesse de rotation qui peutit être fournie par le moteur MG2 en fournis-
sant une puissance suffisante du moteur thermique 150, un couple souhaité peut être fourni par l'arbre de couronne 126 par l'intermédiaire d'un couple de transmission directe de moteur thermique. Par conséquent, la vitesse du véhicule n'est pas limitée par les performances du moteur MG2. Ainsi, étant donné que la vitesse du véhicule n'est pas limitée par les performances du moteur MG2, la taille du moteur MG2, qui doit être installé dans un véhicule pour assurer une vitesse de véhicule prédéterminée, peut être réduite. Comme la taille du moteur MG2 peutit, de plus. être réduite, il est possible d'obtenir divers effets tels qu'une réduction du poids du véhicule, une amélioration du degré de liberté pour la conception du véhicule et une réduction du
coût de fabrication du véhicule.
La description qui précède fait référence au contrôle qui est effectué s'il est
déterminé à l'ETAPE S140 que la vitesse de rotation du moteur MG2 a dépassé la valeur de seuil (un état de fonctionnement correspondant au point [3 montré sur la figure 4). Cependant, des traitements similaires peuvent également être effectués en présence d'un état de fonctionnement correspondant à un point yl montré sur la figure 4. C'est-à-dire que des traitements similaires peuvent également être effectués dans le cas o la vitesse de rotation du moteur MG2 n'a pas dépassé la valeur de seuil et o le couple de consigne établi pour le moteur MG2 dépasse la valeur de seuil du moteur MG2 montrée sur la figure 4. Comme dans l'état de fonctionnement correspondant au point 1y, dans le cas o la vitesse de rotation du moteur MG2 n'a pas dépassé une valeur de seuil de la vitesse de rotation qui peut être sortie par le moteur MG2 (une vitesse de rotation correspondant à un point LIM), la vitesse de rotation Nm du moteur MG2 est établie à une valeur calculée à par-tir d'une vitesse de véhicule. Commre couple de consigne Tm*, une valeur plus petite comprise dans la
plage de la valeur de seuil d'un état de fonctionnement du moteur MG2 est sélection-
née pour détermniner un point de fonctionnement. Conformément à la figure 4, un
point de fonctionnement correspondant à un point y2 au lieu du point yl est sélec-
tionné. Sur la base du point de fonctionnement du moteur MG2 qui a été ainsi établi
et de la puissance requise Pe* pour le moteur thermique 150, un point de fonction-
nement du moteur thermique 150 peut être établi. Ceci permet, de plus, d'établir un
point de fonctionnemenli du moteur MG 1.
Ainsi, dans le cas o les traitements susmentionnés sont effectués dans un état de fonctionnement correspondant au point yl montré sur la figure 4, s'il est déterminé à î'ETAPE S140 du sous-programme de traitement de contrôle de couple montré sur la figure 6 que la vitesse de rotation du moteur MG2 n'a pas dépassé la valeur de
seuil, les traitements de l'ETAPE S1 50 à I'ETAPE S1 90 sont effectués temporaire-
ment pour établir un couple de consigne Tm* du moteur MG2 pendant le contrôle
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normal. Il est déterminé si, oui ou non, un état de fonctionnement exprimé par le couple de consigne établi temporairement Tm* du moteur MG2 et par la vitesse de rotation Nm a dépassé une valeur de seuil de l'état de fonctionnemlent du moteur MG2 montré sur la figure 4 (par exemple un état de fonctionnement correspondant au point yl). C'est-à- dire qu'il est déterminé si, oui ou non, le couple de consigne a dépassé la valeur de seuil. S'il est déterminé que le couple de consigne a dépassé la valeur de seuil, les traitements susmentionnés peuvent être effectués au lieu des traitements de I'PTAPE SI 60 et des ETAPES suivantes. Dans ces traitemlents, un état de fonctionnement du moteur MG2 (par exemple un état de fonctionnement correspondant au point y2) est de nouveau établi de sorte qu'une valeur inférieure à une plage de la valeur de seuil de l'état de fonctionnement du moteur MG2 soit sélectionnée. Sur la base du couple fourni par le moteur MG2 devenant égal à Tm* et de la puissance requise Pe*, l'état de fonctionnement du moteur thermique 150 est de nouveau établi. Fondamentalement, si la puissance fournie par le moteur thermique 1 I50 est corrigée en corrigeant la vitesse de rotation de consigne du moteur 150, un
couple souhaité peut être fourni par le moteur MG2.
Bien que la description qui précède concerne le contrôle pour le cas o l'état de
fonctionnement du moteur MG2 dépasse la valeur de seuil, unl contrôle similaire peut être effectué quant au moteur MGI. Comme décrit ci-dessus, le couple de sortie Tg* du moteur MG1 est déterminé par le couple de sortie de moteur thermique Te*. Il est possible que le couple de sortie Tg* puisse dépasser la valeur de seuil du moteur MG1. Lorsque le couple de sortie du moteur MG1 dépasse la valeur de seuil, même si la puissance de sortie du moteur thermique 150 est suffisante, il est impossible d'obtenir une force d'entraînement Tp suffisante simplement en établissant le couple de sortie du moteur MGI à une faible valeur. Dans un tel cas, le couple de sortie Tg* du moteur MG1 est déterminé de sorte que l'état de fonctionnement du moteur MG1 ne dépasse pas la valeur de seuil. Le couple de sortie de moteur Te* est établi sur la base du couple de sortie Tg*. Egalement, le couple de sortie Tm* du moteur MG2 est établi de sorte que la force d'entraînement Tp* agisse sur l'arbre de couronne 126 On (voir les formules (3) et (4). La vitesse de moteur thermique Ne* peut être établie sur la base de la puissance de moteur thermique requise Pe* et du couple de sortie de moteur thermique Te*, et la vitesse de rotation du moteur MG I est enfin établie. En réalisant ce contrôle, une puissance suffisante est fournie par le moteur thermique indépendamment d'une valeur de seuil du fonctionnement du moteur MGI. De ce fait, il devient possible de fournir une puissance correspondant à un couple
souhaité et à une vitesse de rotation souhaitée à partir de l'arbre de couronne 126.
Dans ce mode de réalisation, le véhicule hybride employant le train planétaire
est illustré. La présente invention est applicable non seulement à une telle réali-
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sation, mais également à des véhicules hybrides présentant d'autres structures.
Fondamentalement, le train planétaire 120, le moteur thermique 150, le moteur électrique MGI et le moteur électrique MG2 peuvent être couplés les uns aux autres de diverses manières. Il est également possible d'employer un autre mécanisme qui fonctionne sensiblement de la même manière que le train planétaire 120, à savoir, un autre mécanisme qui comporte trois arbres de rotation et qui distribue arbitrairement
une puissance de sortie de l'un des arbres de rotation aux deux autres arbres de rota-
tion pour fournir la puissance distribuée.
Ensuite, un second mode de réalisation de la présente in-vention va être décrit.
I La figure 11 est une vue illustrative montrant la structure d'un véhicule hybride selon le second mode de réalisation. Le véhicule hybride du second mode de réalisation est différent de celui du premier mode de réalisation en ce qu'un moteur formant embrayage CM est utilisé au lieu du train planétaire 120 et du moteur MGI. Sur la figure 11, les composants qui correspondent au véhicule hybride montré sur la figure
I 5 I sont indiqués par les mêmes numéros de référence, et la description de la même
structure que dans le premier mode de réalisation sera omise.
Le moteur formant embrayage CM est un moteur électrique à rotors appariés comportant deux rotors qui tournent l'un par rapport à l'autre autour d'un axe unique, c'est-à-dire un rotor interne 232 et un rotor externe 233. Dans ce mode de réalisation, ( un aimant permanent est collé au rotor interne 232 coomme c'est le cas du moteur MG2, et Uni moteur dans ou autour duquel est enroulé un bobinage ou une bobine est employé comme rotor externe 233. Le vilebrequin 156 du moteur thermique 150 est couplé au rotor interne 232, et le rotor du moteur MG2 est couplé au rotor externe
233. Egalement, le rotor externe 233 est couplé mécaniquement à l'arbre d'entraîne-
ment 1 13.
Dans le moteur formant embrayage CM, le couplage magnétique entre le rotor interne 232 et le rotor externe 233 peut être contrôlé en contrôlant la fourniture de
courant électrique à la bobine ou au bobinage dans le circuit de commande 191.
Comme dans le premier mode de réalisation, le circuit de commande 191 est 0( composé d'un inverseur à transistors. Par ce couplage magnétique, la puissance
fournie par le moteur thermique 150 peut être transmise à l'arbre d'entraînement 113.
Le rotor interne 232 et le rotor externe 233 sont amenés à tourner l'un par rapport à l'autre avec une quantité de glissement prédéterminée, de telle manière qu'une
puissance électrique correspondant à la quantité de glissement puisse être régénérée.
On Bien entendu, il est possible de fournir un couple en fonctionnant en moteur par la fourniture de puissance électrique à partir de la batterie 194. Bien que composé d'un corps unique, le moteur formant embrayage CM peut atteindre sensiblement le même
effet qu'une combinaison du train planétaire 120 et du moteur MG1.
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Egalement dans un tel véhicule hybride, sensiblement le même contrôle que dans le premier mode de réalisation peut être effectué. Une opération consistant à effectuer sensiblement le même traitement que le sous-programme de traitement de contrôle de couple montré sur la figure 6 dans le véhicule hybride du second mode de
réalisation va être décrite ci-dessous. Pour la commodité de l'cxplication, le traite-
ment de correction basé sur l'équilibre de consigne montré sur la figure 6 est omis.
Tout d'abord, un degré d'ouverture d'accélérateur et une vitessc de véhicule (la vitesse de rotation de l'arbre de transmission 113) Nm sont fournis en entrée, et une force motrice Tp* est calculée sur la base du degré d'ouverture d'accélérateur et de la In vitesse de véhicule (voir ETAPE S100 et ETAPE SI 10 sur la figure 6). Après le calcul de la force motrice Tp*, I'unité centrale calcule ensuite une puissance de moteur thermique requise Pe* comme puissance de propulsion qui est calculée à partir du produit de la force motrice Tp* et de la vitesse de véhicule Nm (voir ETAPE S120). Ensuite, comme à l'ETAPE S140, il est déterminé si, oui ou non, un 1i état de fonctionnement du moteur MG2 (un état de fonctionnement basé sur une valeur de commande de couple réellement fournie par le moteur MG2 et une vitesse de rotation Nm de l'arbre de transmission 113 qui a déjà été entrée) a dépassé la
valeur de seuil.
Dans le cas o la vitesse de rotation du moteur MG2 dépasse la valeur de seuil comme dans l'état de fonctionnement correspondant au point [3 montré sur la figure 4, l'état de fonctionnement du moteur MG2 est établi sensiblement de la même manière que dans le premier mode de réalisation. C'est-à-dire que le couple de consigne Tm* est rendu sensiblement égal à 0, et que la vitesse de rotation de consigne est établie à la valeur Nm. Dans le cas o I'état de fonctionnement du moteur MG2 correspond au point yi, l'état de fonctionnement du moteur MG2 est établi de sorte que la vitesse de rotation de consigne devienne égale à la valeur Nm et que le couple de consigne Tm* ne dépasse pas une valeur de seuil du fonctionnement du moteur MG2 (voir le point
y2 sur la figure 4).
Dans un véhicule hybride réalisé comme montré sur la figure 11, une fois que () le couple de consigne Tm* du moteur MG2 et la force motrice Tp* sont déterminés, un couple de consigne Tc* du moteur formant embrayage CM peut être déterminé à partir d'une différence entre eux. Si le couple de consigne Tm* du moteur MG2 est sensiblement égal à 0, la force motrice Tp* est égale au couple de consigne Tc* du
moteur formant embrayage CM.
Dans le véhicule hybride du second mode de réalisation, le couple de sortie du moteur formant embrayage CM est égal au couple de sortie du moteur thermique 150. Ainsi, si le couple de consigne Tc* du moteur formant embrayage CM est
établi, le couple de consigne Te* du moteur thermique 150 est également déterminé.
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De plus, étant donné que la puissance requise Pe* pour le moteur thermique 1 50 a été calculée (ETAPE SI 20), la vitesse de rotation de consigne Ne* du moteur thermique est également determinée sur la base de la puissance requise Pe* et du couple de
consigne Te*.
S'il a été déterminé que l'état de fonctionnement du moteur MG2 n'a pas dépassé la valeur de seuil, la puissance requise Pe* pour le motcur thermique est fournie en sortie. Par conséquent, un point de fonctionnement du renldelment le plus élevé est établi pour le moteur thermique 150. Après cette détermination du couple
de consigne Te* et de la vitesse de rotation de consigne Ne* pour le moteur thermi-
) que 150, le couple de consigne Tc* du moteur formant embrayage CM est établi à une valeur égale au couple de consigne Te*. Sur la base d'une différence entre la force d'entraînement Tp* et le couple de consigne Tc* du moteur formant embrayage CM, le couple de consigne Tmin* du moteur MG2 est établi. En réalité, lorsque ce contrôle est effectueé, une correctionest effectuée au mooy en d'un équilibre de consigsne coime iontré sur la figure 6. Les états de fonctiolnnemelnt du moteur thermique 150 et du moteur formant embrayage CM sont corrigés sur la base de
l'équilibre de consigne.
La description précédente concerne le cas ol I'état de fonctionnement du
moteur MG2 dépasse la valeur de seuil dans le véhicule hybride réalisé comme i montré sur la figure 11. Si le couple de sortie du moteur formant embrayage CM dépasse une valeur de seuil, l'état de fonctionnement du moteur thermique 150 est établi conformélment au fonctionnement du moteur formant embrayage CM, de telle
manière qu'il devieiinne possible de fournir un couple souhaité de l'arbre d'entraîne-
menit 113. Si le couple de sortie du moteur formant embrayage CM dépasse une valeur de seuil, le couple de consigne Tc* est établi afin d'empêcher le couple de sortie du moteur formant embrayage CM de dépasser la valeur de seuil. Commne le couple de consigne Tc* du moteur formant emrbrayage CM est égal au couple de
consigne Te* du moteur thermique 150, il est possible d'établir une vitesse de rota-
tion de consigne Ne* du moteur thermique 150 à partir du couple de consigne Te* du
o moteur thermique 150 et de la puissance de moteur thermique requise Pe*. Egale-
ment, le couple de consigne Tmi* du moteur MG2 peut être établi coomme une diffé-
rence entre la force motrice Tp* et le couple de consigne Tc* du moteur formant
embrayage CM.
De cette manière, également dans le véhicule hybride du second mode de reali-
5 sation, une puissance suffisante est fournie par le moteur thermique 150, et un état de fonctionnement du moteur thermique 150 est établi conformément aux valeurs de seuil des états de fonctionnement du moteur MG2 et du moteur formant embrayage CM. De cette manière, il devient possible d'assurer une vitesse de rotation souhaitée
29 2793740
et un couple souhaité au niveau de l'arbre d'entraînement 113 et de garantir suffi-
samment le fonctionnement du véhicule sans agrandir le moteur MG2 ou le moteur
formant embrayage CM.
Bien que la présente invention ait été décrite en référence à ses modes de réali-
sation considérés actuellement comme préférés, on doit comprendre que la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation ou aux réalisations présentés. Au contraire, la présente invention est destinée à couvrir diverses modifications et divers agencements équivalents. De plus, bien que les divers éléments de l'invention
présentée soient montrés dans diverses combinaisons et configurations qui sont illus-
tratives, d'autres combinaisons et configurations, comprenant d'autres modes de réali-
sation, sont également comprises dans l'esprit et la portée de la présente invention.
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Claims (7)

REVENDICATIONS
1. Unité de sortie de puissance comprenant: un moteur thermique (1 50) comportant un arbre de sortie (1 56); des moteurs électriques (MG 1, MG2) couplés à un arbre d'entrainement ou de
roues ( 112) transmettant la puissance de sortie du moteur thermlique par l'intermé-
diaire de l'arbre de sortie (1 56) à l'extérieur; des moyens de réglage de puissance qui sont couplés à l'arbre de sortie (156) et à l'arbre d'entraînement ( 112) et qui règlent la puissance fournie par l'arbre de sortie oI (156) au moyen de la puissance électrique pour transmettre la puissance à l'arbre d'entraînement (112), caractérisée en ce qu'elle comprend: des moyens de calcul de puissance requise (190) qui calculent la puissance requise pour le moteur thermique (150); des moyens d'estimation de vitesse de rotation (190) qui mesurent la vitesse de _5 rotation de l'arbre d'entraînement (112) et qui comparent la vitesse de rotation à la vitesse de rotation autorisée des moteurs électriques (MGI 1, MG2); des moyens d'établissement d'état de fonctionnement (190) qui établissent les états de fonctionnement des moteurs électriques de sorte que les moteurs électriques fournissent un couple de sortie sensiblement égal à zéro et la vitesse de rotation égale à la vitesse de rotation de l'arbre d'entrainement et qui établissent un état de fonctionnement du moteur thermique (150) sur la base des états de fonctionnement établis des moteurs électriques et de la puissance requise; et des moyens de commande (190) qui font fonctionner le moteur thermique (150), les moyens de réglage de puissance et les moteurs électriques (MG1, MG2) s sur la base de l'état de fonctionnement établi par les moyens d'établissement d'état de fonctionnement.
2. Unité de sortie de puissance selon la revendication 1, caractérisée en ce que
les moyens de réglage de puissance comportent des générateurs de puissance électri-
nO que (MG 1, MG2) et un train épicycloïdal ou planétaire (120) comprenant trois arbres rotatifs; et en ce que les trois arbres de rotation sont respectivement couplés aux générateurs (MGI, MG2), à l'arbre de sortie (156) du moteur thermique et à l'arbre
d'entraînement (I 1 2).
e
3. Unité de sortie de puissance selon la revendication I ou 2, caractérisée en ce que les moyens de réglage de puissance comportent un moteur électrique (CM) comprenant une paire de rotors appariés (CM), les deux rotors (232, 233) pouvant
tourner l'un par rapport à l'autre.
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4. Unité de sortie de puissance selon une quelconque des revendications I à 3,
caractérisée, en ce qu'elle comporte en outre: une batterie secondaire ou de traction (194) qui peut échanger de la puissance électrique avec les moyens de réglage de puissance et avec les moteurs électriques; et des moyens de calcul d'équilibre qui calculent un équilibre énergétique au moins sur la base de la perte d'énergie générée pendant la transmission de la puissance du moteur thermique à l'arbre d'entraînlement (1I 12) et de la demande de charge et de décharge de la batterie secondaire, caractérisée en ce que: l. les moyens d'établissement d'état de fonctionnement comportent des moyens de correction (170) qui corrigent la puissance de sortie du moteur thermique (150) en corrigeant la vitesse de rotation du moteur thermique sur la base de l'équilibre énergétique calculé par les moyens de calcul d'équilibre, lors de l'établissement de l'état de fonctionnement du moteur thermique; et en ce que les moyens de commande font fonctionner le moteur thermique (150) et les moyens de réglage de puissance sur la base de la puissance obtenue par la correction
effectuée par les moyens de correction.
5. Unité de sortie de puissance comprenant: un moteur thermique (I 50) comportant un arbre de sortie ( 156); des moteurs électriques (NMGI1, MG2) couplés à un arbre d'entraînlement (112)
transmettant à l'extérieur la puissance de sortie du moteur thermique par l'intermé-
diaire de l'arbre de sortie ( 156); et des moyens de réglage de puissance qui sont couplés à l'arbre de sortie (156) et à l'arbre d'entraîinement (112) et qui règlent la puissance de l'arbre de sortie (156) au
moyen de la puissance électrique pour transmettre la puissance à l'arbre d'entraîne-
ment (112), caractérisée en ce qu'elle comporte: des moyens de calcul de puissance requise (190) qui calculent la puissance A0 requise pour le moteur therlmique (150); des moyens d'estimation de vitesse de rotation (190) qui mesurent la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement (112) et qui comparent la vitesse de rotation à la vitesse de rotation autorisée des moteurs électriques (MG I, MG2);
des moyens d'établissement de couple qui établissent un état de fonctionnement du moteur thermique ( 150) sur la base de la puissance requise calculée et qui établis-
sement des valeurs de couple de sortie des moteurs électriques (MG 1, MG2) sur la base de l'état de fonctionnement établi du moteur thermique lorsque la vitesse de rotation mesurée est égale ou inférieure à la vitesse de rotation autorisée;
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des moyens d'estimation de couple qui comparent les valeurs de couple de sortie établies des moteurs électriques avec une quantité prédéterminée; des moyens d'établissement d'état de fonctionnement (190) qui établissent les états de fonctionncment des moteurs électriques de telle sorte que les moteurs électriques fournissent un couple de sortie approximativement égal à zéro et une vitesse de rotation égale à la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement et qui établissent un état de fonctionnement du moteur thermique (150) sur la base des états de fonctionnement établis des moteurs électriques et de la puissance requise; et des moyens de commande (190) qui font fonctionner le moteur thermique In (150), les moyens de réglage de puissance et les moteurs électriques (MGI, MG2) sur la base de l'état de fonctionnement établi par les moyens d'établissement d'état de fonctionnement.
6. Procédé de contrôle d'une unité de puissance comprenant: 1 5 un moteur thermique (1 50) comportant un arbre de sortie (156); des moteurs électriques (MG 1, MG2) couplés à un arbre d'entraînement (112)
transmettant à l'extérieur la puissance de sortie du moteur thermique par l'intermé-
diaire de l'arbre de sortie (156); des moyens de réglage de puissance qui sont couplés à l'arbre de sortie (156) et à l'arbre d'entraînement (l 2) et qui règlent la puissance de l'arbre de sortie (156) au
moyen de la puissance électrique pour transmettre la puissance à l'arbre d'entraîne-
ment ( 112), comprenant les étapes consistant: à calculer une puissance requise pour le moteur thermique; à mesurer la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement ( 112) et comparer la vitesse de rotation à une valeur de seuil d'une vitesse de rotation qui est autorisée lorsque les moteurs électriques (MG I, MG2) fournissent de la puissance; et à établir des états de fonctionnement des moteurs électriques de sorte que les moteurs électriques fournissent un couple de sortie approximativement égal à zéro et une vitesse de rotation égale à la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement lorsque
la vitesse de rotation mesurée est supérieure à la valeur de seuil de la vitesse de rota-
tion.
7. Véhicule hybride qui comporte l'unité de sortie de puissance selon l'une des
revendications I à 5 et qui est propulsé par la puissance de sortie de l'arbre de
> transmission ou de roues (112).
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