FR2818201A1 - Hybrid automobile drive with battery temperature regulation, has supervisor that monitors and controls battery to recharge battery when it exceeds a predetermined high level to bring temperature down to a predetermined low level - Google Patents
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Abstract
Description
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Véhicule automobile à motorisation hybride à régulation de la température de la batterie
La présente invention concerne un véhicule automobile à motorisation hybride dont la supervision prend en compte la régulation de la température de la batterie d'accumulateurs. Hybrid motor vehicle with battery temperature regulation
The present invention relates to a motor vehicle with hybrid drive whose supervision takes into account the regulation of the temperature of the storage battery.
Dans l'état de la technique, on a déjà décrit des véhicules automobiles entraînés par deux moteurs, l'un étant un moteur à explosions, le second étant un moteur électrique. Le véhicule automobile comporte des moyens de transmission du couple moteur produit par l'un ou l'autre des moteurs aux roues motrices du véhicule. Un problème particulier a déjà été résolu qui permet, au moyen d'un superviseur de roulage, de déterminer dans quelle circonstance lequel des deux moteurs doit être connecté aux roues motrices. De telles circonstances sont rencontrées lorsque l'on teste des conditions comme la vitesse du véhicule, la régularité de l'allure et la consommation d'essence. Un exemple d'une telle solution est exposé notamment dans le brevet français du même déposant publié sous le numéro FR-A-2.770. 808 auquel il est par ailleurs fait référence pour exposer les moyens connus mis en oeuvre dans la présente invention. In the state of the art, motor vehicles driven by two motors have already been described, one being an explosion engine, the second being an electric motor. The motor vehicle comprises means for transmitting the engine torque produced by one or the other of the engines to the driving wheels of the vehicle. A particular problem has already been solved which allows, by means of a driving supervisor, to determine in which circumstance which of the two motors must be connected to the drive wheels. Such circumstances are encountered when testing conditions such as the speed of the vehicle, the regularity of the pace and fuel consumption. An example of such a solution is disclosed in particular in the French patent of the same applicant published under the number FR-A-2.770. 808 which is also referred to to disclose the known means used in the present invention.
Dans une telle solution, le superviseur de roulage ou le conducteur décide de quelle source d'énergie la chaîne de motorisation se servira dans la phase ultérieure. Cependant, quand le véhicule à motorisation hybride est en mode de fonctionnement électrique, l'énergie est prélevée sur une batterie d'accumulateurs qui produit un courant électrique sous une tension déterminée par conversion électrochimique. Une telle conversion produit une élévation de température de la batterie qui peut voir sa puissance disponible se réduire ou qui peut même être détruite. In such a solution, the driving supervisor or the driver decides which energy source the motorization chain will use in the subsequent phase. However, when the hybrid powered vehicle is in electrical operating mode, the energy is taken from a storage battery which produces an electric current under a determined voltage by electrochemical conversion. Such a conversion produces a rise in temperature of the battery which can see its available power being reduced or which can even be destroyed.
Dans l'état de la technique, on a déjà proposé de mesurer la température de la batterie, de transmettre cette mesure au superviseur de roulage qui détermine en fonction de paramètres In the state of the art, it has already been proposed to measure the temperature of the battery, to transmit this measurement to the driving supervisor which determines according to parameters.
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ou de lois prédéterminées s'il est autorisé de poursuivre le fonctionnement électrique de la motorisation hybride. Quand une alarme est déclenchée, le mode de fonctionnement électrique est inhibé et le superviseur de roulage repasse la chaîne de motorisation en mode thermique au moins tant que la température de la batterie n'est pas revenue dans une zone de valeurs permises. or predetermined laws if it is authorized to continue the electrical operation of the hybrid engine. When an alarm is triggered, the electric operating mode is inhibited and the driving supervisor returns the drive chain in thermal mode at least until the temperature of the battery has returned to a zone of permitted values.
Cependant, la technique antérieure qui consiste à inhiber le fonctionnement en utilisant le moteur électrique pour le roulage lorsque la température de la batterie dépasse une valeur de seuil, ne permet pas de trouver un rendement optimal de la chaîne motrice. Plus encore, il existe des circonstances dans lesquelles le véhicule ne peut fonctionner en mode électrique parce que sa batterie est trop chaude, ce qui peut être un inconvénient, par exemple quand le véhicule à motorisation hybride se trouve dans une zone de circulation réglementée au point de vue de la pollution par moteur thermique. However, the prior art of inhibiting the operation by using the electric motor for driving when the battery temperature exceeds a threshold value, does not allow to find an optimum performance of the drive train. Moreover, there are circumstances in which the vehicle can not operate in electric mode because its battery is too hot, which can be a disadvantage, for example when the hybrid engine vehicle is in a regulated traffic zone in which from the point of view of thermal engine pollution.
La présente invention permet de porter remède à ces inconvénients de l'état de la technique. En effet, la présente invention concerne un véhicule automobile à motorisation hybride, du type dans lequel une chaîne motrice comporte notamment un moteur électrique et un moteur thermique qui fournissent un couple moteur de façon à contribuer à l'entraînement du véhicule, et du type dans lequel un superviseur comporte un générateur qui produit des signaux de commande de la chaîne motrice pour la placer dans un mode de fonctionnement choisi parmi un mode électrique et un mode thermique, le moteur électrique étant alimenté par une batterie du genre qui s'échauffe quand elle se décharge. Le superviseur comporte un générateur d'un signal de commande de changement de mode qui reçoit un signal de mesure de la température instantanée de la batterie et qui, . quand le superviseur indique un mode de fonctionnement électrique, prend une valeur indicatrice d'un mode de The present invention makes it possible to remedy these disadvantages of the state of the art. Indeed, the present invention relates to a motor vehicle with hybrid drive, of the type in which a drive chain comprises in particular an electric motor and a heat engine which provide a driving torque so as to contribute to driving the vehicle, and the type in which a supervisor comprises a generator which produces control signals of the driving chain to place it in an operating mode selected from an electric mode and a thermal mode, the electric motor being powered by a battery of the kind that heats up when it gets off. The supervisor comprises a generator of a mode change control signal which receives a signal for measuring the instantaneous temperature of the battery and which,. when the supervisor indicates an electrical operating mode, takes a value indicative of a mode of
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fonctionnement thermique quand la température de batterie dépasse un premier seuil prédéterminé, ou bien quand le superviseur indique un mode de fonctionnement thermique, prend une valeur indicatrice d'un mode de fonctionnement électrique quand la température de batterie est inférieure à un second seuil prédéterminé une valeur indicatrice d'un mode de fonctionnement électrique, les premier et second seuils prédéterminés étant inférieurs à une température critique d'indisponibilité de la batterie de sorte que la batterie reste en permanence disponible à une demande de l'utilisateur, ledit générateur du signal de changement de mode étant connecté comme entrée de commande au générateur de commande de fonctionnement des moteurs thermique et électrique. thermal operation when the battery temperature exceeds a first predetermined threshold, or when the supervisor indicates a thermal operating mode, takes a value indicative of an electrical operating mode when the battery temperature is lower than a second predetermined threshold a value indicative of an electrical operating mode, the first and second predetermined thresholds being lower than a critical temperature of unavailability of the battery so that the battery remains permanently available at a request of the user, said generator of the signal of change mode being connected as a control input to the operating control generator of the thermal and electric motors.
Selon un autre aspect, le véhicule de l'invention est du genre dans lequel la batterie se refroidit de manière forcée lorsqu'elle se recharge. Lors du fonctionnement commandé par le dépassement du premier seuil prédéterminé, la batterie est rechargée par régénération ou par récupération de sorte que la température de la batterie revienne en dessous du second seuil prédéterminé. In another aspect, the vehicle of the invention is of the kind in which the battery cools forcibly when charging. During operation controlled by exceeding the first predetermined threshold, the battery is recharged by regeneration or by recovery so that the temperature of the battery returns below the second predetermined threshold.
Selon un autre aspect de l'invention, le superviseur reçoit une demande de fonctionnement en mode hybride d'un moyen de sélection de mode, une condition selon laquelle le signal de commande représentatif de la demande de régulation de la température de la batterie est indicateur d'un passage en mode hybride est ajoutée à la condition selon laquelle l'une au moins des ressources demande un fonctionnement en mode hybride, de sorte que une variable d'état représentative d'une mise en marche du moteur thermique est mise à la valeur VRAI, si ladite condition est VRAI, et à la valeur FAUX sinon, et en ce que un coefficient de régénération th~régénération est mis à la valeur nulle, de sorte que la régulation de la batterie est assurée par refroidissement According to another aspect of the invention, the supervisor receives a hybrid mode operation request from a mode selection means, a condition in which the control signal representative of the battery temperature control request is indicative. of a transition to hybrid mode is added to the condition that at least one of the resources requires operation in hybrid mode, so that a state variable representative of a start of the engine is set to TRUE value, if said condition is TRUE, and FALSE otherwise, and in that a regeneration coefficient th ~ regeneration is set to zero, so that the regulation of the battery is ensured by cooling
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naturel ou par recharge par récupération d'énergie issue du moteur thermique. natural or recharging by energy recovery from the engine.
Selon un autre aspect de l'invention, quand le superviseur reçoit une demande de fonctionnement en mode de récupération d'un moyen de sélection de mode, si le signal d'état vaut la valeur indicative d'un passage en mode hybride, un module de calcul du coefficient de récupération pour fixer la part de la puissance du
moteur thermique allouée à la récupération comporte un moyen de calcul qui effectue l'opération :
h',. (Cdemandé - couple moteur électrique) 'CMp/'o =------------==---=----- - Oh m
*la valeur C~demandé étant produite par un organe de demande de couple, . la valeur couple-moteur-électrique étant calculée par un moyen de calcul qui détermine le couple sous lequel le moteur électrique fonctionnera comme génératrice en mode de récupération, et . le paramètre Cth~max étant enregistré dans un moyen mémoire et étant représentatif du couple maximum pouvant être produit par le moteur thermique, et en ce que si le signal d'état hyst~mode~temp~batterie-vaut la valeur indicative d'un passage en mode électrique, le moyen de détermination du coefficient de récupération fixe le coefficient de récupération à la valeur nulle sauf si un mode de récupération est déterminé par le contrôleur d'état de la batterie le coefficient de récupération étant fixé à 1. According to another aspect of the invention, when the supervisor receives a request for operation in mode recovery mode recovery mode, if the status signal is worth the indicative value of a hybrid mode switch, a module calculation of the recovery coefficient to fix the part of the power of the
thermal engine allocated to the recovery comprises a calculation means that performs the operation:
h ,. (Cemanded - electric motor torque) 'CMp /' o = ------------ == --- = ----- - Oh m
the requested value C ~ being produced by a torque request member, the torque-motor-electric value being calculated by a calculating means which determines the torque under which the electric motor will operate as a generator in the recovery mode, and. the parameter Cth ~ max being recorded in a memory means and being representative of the maximum torque that can be produced by the heat engine, and in that if the state signal hyst ~ mode ~ temp ~ battery-is worth the indicative value of a switching to electrical mode, the means of determining the recovery coefficient sets the recovery coefficient to zero unless a recovery mode is determined by the battery status controller the recovery coefficient being set to 1.
Selon un autre aspect de l'invention, la chaîne de motorisation étant du genre hybride parallèle, caractérisé en ce que le moyen de calcul du couple détermine le couple du moteur électrique désiré en calculant à l'aide du rapport de boîte de
vitesses le couple du moteur thermique par la forme :
Cth Puissance roue - puissance électrique - xk Rapport According to another aspect of the invention, the motorization chain being of the parallel hybrid type, characterized in that the means for calculating the torque determines the torque of the desired electric motor by calculating with the aid of the gearbox ratio.
speeds the torque of the engine by the form:
Cth Wheel Power - Electric Power - xk Report
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la valeur Puissance roue étant produite à partir des variables d'état Vitesse roue de vitesse de rotation de la roue, et Couple~à~la~roue de couple sur la roue motrice à l'aide d'un moyen de calcul enregistrant une table prédéterminée dans le moyen de calcul du couple, la valeur Puissance~électrique étant produite par un moyen de calcul de la puissance de recharge de la batterie, la valeur Rapport étant produite par un moyen de calcul du rapport de boîte de vitesses, et le paramètre k étant fourni par un moyen mémoire du moyen de calcul.
the wheel power value being produced from the speed wheel speed of the wheel rotation state variables, and torque ~ to ~ the wheel of torque on the drive wheel by means of a calculating means registering a table predetermined in the torque calculating means, the value Power ~ electric being produced by a means for calculating the recharge power of the battery, the value ratio being produced by means of calculating the gear ratio, and the parameter k being provided by a memory means of the calculating means.
Selon un autre aspect de l'invention, le moteur électrique étant connecté sur l'arbre secondaire de la boîte de vitesses, le module de calcul du coefficient de récupération comporte un moyen de correction de la valeur du couple demandé en rapportant cette valeur sur l'arbre secondaire de la boîte de vitesses. According to another aspect of the invention, the electric motor being connected to the secondary shaft of the gearbox, the calculation module of the recovery coefficient comprises means for correcting the value of the torque requested by relating this value to the gearbox. secondary shaft of the gearbox.
Selon un autre aspect de l'invention, le module de calcul du coefficient de récupération comporte un module de calcul du rapport de boîte de vitesses qui permet d'optimiser la consommation du moteur thermique. According to another aspect of the invention, the recovery coefficient calculation module includes a transmission ratio calculation module which makes it possible to optimize the consumption of the heat engine.
Selon un autre aspect de l'invention, le module de calcul du coefficient de récupération comporte un module de calcul de la puissance de recharge de la batterie en fonction de variables d'état Etat~de~jauge mesurant l'état de la charge instantanée de
la batterie et Température~batterie mesurant la température de la batterie à réguler, la variable Puissance-batterie étant calculée à l'aide d'une table préenregistrée dont les entrées sont adressées par les variables d'état Température batterie et Etatdejauge. According to another aspect of the invention, the module for calculating the recovery coefficient comprises a module for calculating the recharging power of the battery as a function of state variables ~ gauge ~ state measuring the state of the instantaneous charge of
the battery and temperature ~ battery measuring the temperature of the battery to be regulated, the battery-power variable being calculated using a prerecorded table whose inputs are addressed by the battery temperature state variables and state gauge.
Selon un autre aspect de l'invention, le module de calcul du coefficient de récupération comporte aussi un moyen de correction l'indication de la puissance de recharge de façon à produire une variable représentative de la puissance instantanée According to another aspect of the invention, the recovery coefficient calculation module also comprises means for correcting the indication of the recharge power so as to produce a variable representative of the instantaneous power.
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de recharge de la batterie de façon à optimiser son refroidissement. recharge the battery so as to optimize its cooling.
Selon un autre aspect de l'invention, la chaîne de motorisation étant du genre hybride série, caractérisé en ce que le moyen de calcul du couple (qui détermine le couple du moteur électrique désiré, comporte un moyen de calcul de la puissance électrique de recharge de la batterie, connecté à un moyen de calcul de la puissance thermique nécessaire pour assurer notamment la fourniture de la puissance de recharge de la batterie, à l'aide du couple du moteur thermique et de son régime de sorte que la consommation du moteur thermique soit minimisée. According to another aspect of the invention, the motorization chain being of the series hybrid type, characterized in that the means for calculating the torque (which determines the torque of the desired electric motor comprises means for calculating the electric power of recharging of the battery, connected to a means for calculating the thermal power necessary to ensure in particular the supply of the recharging power of the battery, using the torque of the engine and its speed so that the consumption of the engine be minimized.
Selon un autre aspect de l'invention, le véhicule automobile comporte un moyen de sélection entre une architecture série et une architecture parallèle et en ce que le superviseur comporte des moyens de calcul du coefficient de récupération selon l'une ou l'autre des architectures. According to another aspect of the invention, the motor vehicle comprises a selection means between a series architecture and a parallel architecture and in that the supervisor comprises means for calculating the recovery coefficient according to one or the other of the architectures. .
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une courbe décrivant les variations possibles du signal de commande selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique d'un véhicule hybride mettant en oeuvre un premier mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 3 est une vue schématique d'un mode de réalisation d'un superviseur dans un mode préféré de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est un graphique établissant le fonctionnement en recharge d'un type de batteries préférées pour l'invention ; - la figure 5 est un organigramme d'une partie du fonctionnement du superviseur de la figure 3 ; et Other features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which: FIG. 1 is a curve describing the possible variations of the control signal according to the invention; FIG. 2 is a schematic view of a hybrid vehicle embodying a first embodiment of the present invention; FIG. 3 is a schematic view of an embodiment of a supervisor in a preferred embodiment of the invention; FIG. 4 is a graph showing the charging operation of a type of battery preferred for the invention; FIG. 5 is a flowchart of part of the operation of the supervisor of FIG. 3; and
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- la figure 6 est un schéma bloc d'une partie essentielle du superviseur de la figure 3. FIG. 6 is a block diagram of an essential part of the supervisor of FIG. 3.
A la figure 1, on a représenté une courbe décrivant les variations possibles du signal de commande selon l'invention. In Figure 1, there is shown a curve describing the possible variations of the control signal according to the invention.
Quand le véhicule hybride est en fonctionnement"tout thermique", le moyen de l'invention n'a pas réellement d'application. When the hybrid vehicle is in operation "any thermal", the means of the invention does not really apply.
Cependant, dans les deux modes hybride et "tout électrique", la question de la régulation de la température de la batterie est résolue grâce à la production d'un signal de consigne, dénommé hyst~mode~temp~batterie et qui prend deux valeurs, respectivement < Electrique > pour indiquer un mode de fonctionnement "tout électrique"et < Hybride > pour indiquer un mode hybride de fonctionnement de la chaîne motrice. Le signal de consigne hyst~mode~temp~batterie, ou variable d'état, est représenté en ordonnées du graphique de la figure 1, la température instantanée de la batterie Température-batterie étant portée en abscisses. However, in both hybrid and "all-electric" modes, the question of regulating the temperature of the battery is solved by the production of a setpoint signal, called hyst ~ mode ~ temp ~ battery and which takes two values , respectively <Electric> to indicate an "all electric" and "Hybrid" operating mode to indicate a hybrid mode of operation of the power train. The setpoint signal hyst ~ mode ~ temp ~ battery, or state variable, is represented on the ordinate of the graph of FIG. 1, the instant temperature of the battery-temperature battery being plotted on the abscissa.
A la figure 2, on a représenté un schéma de principe de l'invention. Le véhicule hybride comporte essentiellement une chaîne de motorisation 1 et un superviseur de roulage 2. La chaîne de motorisation 1 comporte essentiellement un moteur thermique 3, alimenté en carburant par un réservoir (non représenté) et un moteur électrique 4, alimenté en électricité par une batterie d'accumulateurs électriques 6 à travers un onduleur redresseur 5. Chaque moteur comporte un arbre de sortie 9 ou 10 de l'énergie mécanique qui est combinée dans un dispositif de transmission 7 connecté aux roues motrices 8. Le dispositif de transmission 7 comprend classiquement un embrayage (non représenté) pour l'arbre 9 du moteur thermique et une boîte de vitesses (non représentée) à au moins deux couplages d'entrée respectivement pour l'arbre de sortie de l'embrayage et l'arbre du moteur électrique. L'arbre de sortie de la boîte de vitesses est enfin connecté aux roues motrices 8 par l'intermédiaire de tout moyen convenable comme un différentiel. Selon les architectures In Figure 2, there is shown a block diagram of the invention. The hybrid vehicle essentially comprises a motorization chain 1 and a driving supervisor 2. The drive chain 1 essentially comprises a heat engine 3, supplied with fuel by a reservoir (not shown) and an electric motor 4, supplied with electricity by a generator. electric storage battery 6 through a rectifier inverter 5. Each motor has an output shaft 9 or 10 of the mechanical energy which is combined in a transmission device 7 connected to the drive wheels 8. The transmission device 7 conventionally comprises a clutch (not shown) for the shaft 9 of the heat engine and a gearbox (not shown) to at least two input couplings respectively for the clutch output shaft and the electric motor shaft. The output shaft of the gearbox is finally connected to the drive wheels 8 via any suitable means such as a differential. According to architectures
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de la chaîne de motorisation, l'énergie mécanique provenant de chacun des moteurs peut être combinée en série ou en parallèle, une seule d'entre elles peut être active ou les deux, et enfin, tout ou partie de l'énergie mécanique provenant du moteur thermique peut être transmise à l'arbre de sortie 10 du moteur électrique 4 qui fonctionne alors en génératrice dans les modes de fonctionnement dits de récupération et de régénération. Dans ces deux modes, l'onduleur redresseur 5 fonctionne en redresseur chargeur de la batterie 6. Ces deux modes sont généralement aussi inclus dans le mode dit"hybride". of the motorisation chain, the mechanical energy coming from each of the motors can be combined in series or in parallel, only one of them can be active or both, and finally, all or part of the mechanical energy coming from the The heat engine can be transmitted to the output shaft 10 of the electric motor 4, which then operates as a generator in so-called recovery and regeneration operating modes. In these two modes, the rectifier inverter 5 operates as a battery charger rectifier 6. These two modes are generally also included in the so-called "hybrid" mode.
Chaque élément précité de la chaîne de motorisation 1 coopère avec un contrôleur d'état, respectivement 11 pour le moteur thermique 3,12 pour le moteur électrique 4 et 13 pour la batterie 6. Chaque contrôleur d'état 11 à 13, et d'autres non directement concernés par la présente invention, produit des variables d'état de l'élément contrôlé à destination du superviseur de roulage 2 et reçoit éventuellement au moins un signal de commande ou de consigne du superviseur de roulage 2 en fonction de la programmation du superviseur de roulage. Le superviseur de roulage 2 est essentiellement réalisé à partir d'un ordinateur ou d'un réseau de calculateurs selon des architectures non concernées par la présente invention. Each of the aforementioned elements of the motorization chain 1 cooperates with a state controller, respectively 11 for the heat engine 3,12 for the electric motor 4 and 13 for the battery 6. Each state controller 11 to 13, and of others not directly concerned by the present invention, produces state variables of the controlled element to the driving supervisor 2 and optionally receives at least one command or command signal from the driving supervisor 2 according to the programming of the driving supervisor. The driving supervisor 2 is essentially made from a computer or a computer network according to architectures not concerned by the present invention.
A la figure 2, on a aussi représenté un moyen 14 pour présenter une demande de couple, sous la forme d'une variable d'état C-demandé qui est présentée à un générateur de commande 16 de la chaîne de motorisation 1. Dans un mode préféré de réalisation, ce moyen 14 pour présenter une demande de couple est classiquement réalisé à l'aide de la pédale d'accélérateur à la disposition du conducteur. FIG. 2 also shows a means 14 for presenting a torque request, in the form of a C-requested state variable, which is presented to a control generator 16 of the drive train 1. preferred embodiment, this means 14 for presenting a torque request is conventionally performed using the accelerator pedal available to the driver.
A la figure 2, on a aussi représenté un moyen 15 de sélection de mode de fonctionnement de la chaîne de motorisation qui produit un signal de commande mode-sélectionné à destination du générateur de commande 16 FIG. 2 also shows means 15 for selecting the operating mode of the drive train which produces a mode-selected command signal for the command generator 16
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de la chaîne de motorisation 1. Dans le mode préféré de réalisation, ce moyen 15 de sélection de mode comporte un sélecteur manuel à trois positions, respectivement, < Electrique > pour imposer un fonctionnement "tout-électrique", < Thermique > pour imposer un fonctionnement"tout~thermique"et < Hybride > pour imposer un fonctionnement "hybride" à la chaîne de motorisation. Le sélecteur manuel est à la disposition du conducteur.
In the preferred embodiment, this mode selection means 15 comprises a three-position manual selector, respectively, <Electric> to impose an "all-electric", "thermal" operation to impose a "all-thermal" and "Hybrid" operation to impose a "hybrid" operation on the motorization chain. The manual selector is available to the driver.
La batterie 6 est une batterie dont le fonctionnement lors de sa décharge entraîne une élévation de température, à la base du problème résolu par l'invention. Il est donc naturel que la régulation de la température de la batterie, intervienne essentiellement dans les modes dans lesquels le moteur électrique consomme du courant. Quand le moteur électrique ne consomme plus de courant, la batterie se refroidit naturellement. The battery 6 is a battery whose operation during its discharge causes a rise in temperature, the basis of the problem solved by the invention. It is therefore natural that the regulation of the temperature of the battery, intervenes essentially in the modes in which the electric motor consumes current. When the electric motor no longer consumes power, the battery cools naturally.
On va décrire un cycle de fonctionnement naturel selon la figure 1. On suppose que le véhicule de l'invention démarre en mode électrique. La variable de commande hyst~mode~temp~batterie produite par le générateur 17, initialisé par la variable mode-sélectionné placée à la valeur < Electrique > se trouve à la valeur < Electrique et la température de la batterie transmise par le contrôleur 13 sous la forme de la variable température-batterie est faible. Le point de fonctionnement est représenté en A à la Figure1. We will describe a natural operating cycle according to Figure 1. It is assumed that the vehicle of the invention starts in electric mode. The control variable hyst ~ mode ~ temp ~ battery produced by the generator 17, initialized by the mode-selected variable placed at the value <Electric> is at the value <Electric and the temperature of the battery transmitted by the controller 13 under the shape of the temperature-battery variable is weak. The operating point is shown at A in Figure 1.
Lors du roulage en mode électrique, le générateur 17 qui produit la variable de commande autorise le fonctionnement en mode électrique et le superviseur 2 qui comporte un calculateur 16 produit un signal de commande Ce indicateur du couple électrique de consigne que produit le moteur électrique 4 sous la commande de son contrôleur 12. Pour produire ce couple demandé, le moteur électrique 4 reçoit du courant alternatif issu du convertisseur 5 connecté aux bornes de la batterie 6, qui se décharge au cours du fonctionnement. Il résulte de sa nature que When driving in electrical mode, the generator 17 that produces the control variable allows the operation in electrical mode and the supervisor 2 which includes a computer 16 produces a control signal This indicator of the electrical torque set that produces the electric motor 4 under the control of its controller 12. To produce this requested torque, the electric motor 4 receives alternating current from the converter 5 connected to the terminals of the battery 6, which discharges during operation. It follows from its nature that
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la température de la batterie 6 s'élève, ce qui est mesuré par le contrôleur d'état 13, la variable d'état Température-batterie produite par le contrôleur 13 étant fournie alors en entrée du générateur 17 interne au superviseur 2 de l'invention. Le point de fonctionnement sur le graphique de la figure 1 se déplace donc sur l'axe horizontal issu du point A vers la droite. Quand il parvient au point B correspondant à une température prédéterminée Seuil~température~haut enregistrée dans le générateur 17 du superviseur 2 et la variable hyst~mode~temp~batterie valant < Electrique > , le générateur 17 change la valeur de sa variable d'état de sortie qui prend la valeur < Hybride > . Le point de fonctionnement suit le segment vertical pour parvenir sur le segment supérieur [CD], la température de la batterie valant Seuil~température~haut.
the temperature of the battery 6 rises, which is measured by the state controller 13, the temperature-battery state variable produced by the controller 13 being then supplied at the input of the generator 17 internal to the supervisor 2 of the invention. The operating point on the graph of Figure 1 moves on the horizontal axis from point A to the right. When it reaches the point B corresponding to a predetermined temperature Threshold ~ temperature ~ high recorded in the generator 17 of the supervisor 2 and the variable hyst ~ mode ~ temp ~ battery <Electric>, the generator 17 changes the value of its variable output state that takes the <Hybrid> value. The operating point follows the vertical segment to reach the upper segment [CD], the temperature of the battery being Threshold ~ temperature ~ high.
Cette valeur Seuil-température-haut est, et c'est une caractéristique essentielle de la présente invention, inférieure à la valeur Seuil-critique représentée à la Figure 1 et qui mesure la température au-delà de laquelle la batterie ne devrait plus être raisonnablement utilisée en décharge. This Threshold-Temperature-High value is, and this is an essential feature of the present invention, less than the Critical Threshold value shown in Figure 1 and which measures the temperature beyond which the battery should no longer be reasonably used in landfill.
Une fois en fonctionnement hybride, une stratégie prioritaire peut, dans un mode de réalisation, consister à-passer en motorisation thermique. Dans ce cas, le moteur électrique 4 étant arrêté, la batterie 6 ne se décharge plus et elle se refroidit naturellement. Le contrôleur 13 retourne une variable d'état Température-batterie qui se réduit. Le point de fonctionnement se décale alors vers la gauche selon la flèche Ft. Once in hybrid operation, a priority strategy may, in one embodiment, consist in -pass thermal engine. In this case, the electric motor 4 being stopped, the battery 6 no longer discharges and it cools naturally. The controller 13 returns a temperature-battery state variable which is reduced. The operating point then shifts to the left according to the arrow Ft.
Cependant, en mode hybride, le superviseur peut demander à repasser en fonctionnement électrique. C'est toujours possible, même si la variable d'état hyst~mode~temp~batterie vaut < Hybride > et non pas < Electrique > , parce que cette variable, bien que produite dans le superviseur 2 par le générateur 17, n'est pas nécessairement prioritaire. Une telle commutation de mode est toujours possible, car on est certain que la température However, in hybrid mode, the supervisor may request to return to electrical operation. It is always possible, even if the state variable hyst ~ mode ~ temp ~ battery is <Hybrid> and not <Electric>, because this variable, although produced in the supervisor 2 by the generator 17, does not exist. is not necessarily a priority. Such a switching mode is always possible, because it is certain that the temperature
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de la batterie reste inférieure sa température critique Seuil-critique. Dans ce cas, le point de fonctionnement peut suivre la flèche Fe vers la droite, dans tous les cas avant que le point de fonctionnement n'atteigne le point C.
battery remains below critical temperature Critical Threshold. In this case, the operating point may follow the arrow Fe to the right, in any case before the operating point reaches point C.
Dans un autre mode de réalisation, la régulation de température de la batterie imposée par le générateur 17 de la variable d'état hyst~mode~temp~batterie impose une motorisation thermique telle que le point de fonctionnement suit la flèche Ft jusqu'à ce que la température de la batterie atteigne la valeur Seuil~température~bas au point D.
Le générateur 17, informé de cet état par la mesure Température-batterie, bascule alors'la variable d'état hyst~mode~temp~batterie sur la valeur < Electrique > et le point de fonctionnement passe de D en E. Puis, le moteur électrique 4 étant redémarré sous la commande du générateur 16 qui lui fournit une commande Ce, la batterie 6 se réchauffe et le cycle de la figure 1 peut reprendre
Dans un autre mode de réalisation, la batterie 6 est du genre dans lequel la recharge sous des conditions connues et enregistrées dans le contrôleur d'état 13 de la batterie 6 produit un refroidissement de celle-ci, ce refroidissement étant plus puissant que le refroidissement"naturel"utilisé plus haut. Dans ce cas, la variable hyst~mode~temp~batterie ayant la valeur < Hybride > , le générateur 16 impose un fonctionnement en régénération ou en récupération selon les circonstances. Il en résulte un refroidissement plus rapide de la batterie, le point de fonctionnement passant plus rapidement au point D, la batterie étant de plus rechargée à un état de jauge supérieur, ce qui est un avantage secondaire de l'invention. t est clair que le roulage est cependant prioritairement assuré par le moteur thermique (fonctionnement selon la flèche Ft) et que le moteur électrique fonctionne en génératrice. The generator 17, informed of this state by the temperature-battery measurement, then switches the state variable hyst ~ mode ~ temp ~ battery to the value <Electric> and the operating point goes from D to E. Then, the electric motor 4 being restarted under the control of the generator 16 which provides a command Ce, the battery 6 heats up and the cycle of Figure 1 can resume
In another embodiment, the battery 6 is of the type in which recharging under known conditions and recorded in the state controller 13 of the battery 6 produces a cooling thereof, this cooling being more powerful than the cooling "natural" used above. In this case, the variable hyst ~ mode ~ temp ~ battery having the value <Hybrid>, the generator 16 requires operation regeneration or recovery depending on the circumstances. This results in faster cooling of the battery, the operating point passing more quickly to point D, the battery being further recharged to a higher gauge state, which is a secondary advantage of the invention. t is clear that the rolling is however primarily provided by the engine (operation according arrow Ft) and the electric motor operates as a generator.
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Par ailleurs, pour les batteries utilisées dans les véhicules à moteur électrique, comme des batteries NiMh ou NiCd, il existe une tension électrique, dite tension de chaleur nulle, au-dessous de laquelle lors de la recharge, la température de la batterie diminue. Il est donc possible de réguler la température instantanée de la batterie en tenant compte de l'état de charge de la batterie, variable d'état obtenue de manière connue par le contrôleur d'état 13 associé à la batterie. De ce fait, selon l'invention, le contrôleur d'état 13 associé à la batterie remonte deux variables d'état à destination du superviseur 2 qui sont : Température-batterie : une mesure indicative de la température instantanée de la batterie 6 ; Etat~de~charge : une mesure indicative de l'état de charge de la batterie, par exemple sous la forme d'un nombre déterminé de N degrés de charge croissants de 0 pour un état de décharge critique à N-1 pour un état de pleine charge. Furthermore, for batteries used in electric motor vehicles, such as NiMh or NiCd batteries, there is an electrical voltage, called zero heat voltage, below which during charging, the temperature of the battery decreases. It is therefore possible to regulate the instantaneous temperature of the battery taking into account the state of charge of the battery, a state variable obtained in a known manner by the state controller 13 associated with the battery. Therefore, according to the invention, the state controller 13 associated with the battery returns two state variables to the supervisor 2 which are: Battery-temperature: a measurement indicative of the instantaneous temperature of the battery 6; Charge ~ state: a measure indicative of the state of charge of the battery, for example in the form of a determined number of N increasing degrees of charge of 0 for a state of critical discharge at N-1 for a state full charge.
Dans un mode préféré de réalisation, le superviseur de roulage est constitué selon le principe exposé dans le brevet FR 2.770. 808 déposé au nom du même déposant, auquel on se référera pour toute information complémentaire sur sa structure et son fonctionnement. In a preferred embodiment, the driving supervisor is constituted according to the principle set forth in FR 2,770. 808 filed in the name of the same applicant, to which reference will be made for any further information on its structure and operation.
Cependant, on rappelle la structure du superviseur de roulage 2 à l'aide de la figure 3, dans laquelle les éléments communs à ceux des autres figures portent les mêmes numéros de référence. Le générateur 16 comporte essentiellement deux moyens représentés respectivement : un moyen G de gestion de l'énergie reçoit des variables d'état en provenance des contrôleurs d'état de la chaîne de motorisation et produit des variables de commande de la chaîne thermique ; un moyen R de répartition du couple demandé, en fonction des variables de commande de la chaîne thermique produites par le moyen G de gestion de l'énergie, produit deux signaux de However, the structure of the driving supervisor 2 is recalled with reference to FIG. 3, in which the elements common to those of the other figures bear the same reference numbers. The generator 16 essentially comprises two means represented respectively: a power management means G receives state variables from the state controllers of the motorization chain and produces control variables of the thermal chain; a means R for distributing the requested torque, as a function of the control variables of the thermal chain produced by the energy management means G, produces two signals of
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consigne respectivement Ct à destination du contrôleur d'état 11 du moteur thermique 3 et Ce à destination du contrôleur d'état 12 du moteur électrique 4. respectively set Ct to the state controller 11 of the engine 3 and CE to the state controller 12 of the electric motor 4.
Les variables de commande issues du moyen G de gestion de l'énergie sont, pour celles qui concernent l'invention : th~récupération : qui est un coefficient numérique proportionné au degré de récupération de l'énergie mécanique disponible à la recharge de la batterie ; th~régénération : qui est un coefficient numérique proportionné au degré de régénération par le moteur thermique pour recharger fortement la batterie ; th~roulage : qui est un coefficient numérique proportionné au degré de contribution du moteur thermique pour assurer le roulage. The control variables resulting from the means G of energy management are, for those which concern the invention: th ~ recovery: which is a numerical coefficient proportioned to the degree of recovery of the mechanical energy available to recharge the battery ; th ~ regeneration: which is a numerical coefficient proportioned to the degree of regeneration by the heat engine to strongly recharge the battery; th ~ rolling: which is a numerical coefficient proportioned to the degree of contribution of the engine to ensure the rolling.
Le moyen G de gestion de l'énergie du superviseur de roulage utilise ensuite deux variables booléennes qui sont à l'état FAUX par défaut : demande-électrique : passe à la valeur VRAI si le superviseur adresse une demande de démarrage du moteur électrique ;
demande-thermique-. passe à la valeur VRAI si le superviseur adresse une demande de démarrage du moteur thermique.-
Ensuite le superviseur de roulage exploite trois variables intermédiaires qui peuvent prendre l'une des deux valeurs suivantes < Hybride > ou < Electrique > et qui sont :
hystmodecoupte : pour ta détermination de th~roulage ; hyst~mode~batterie : pour la détermination de th~régénération ; hyst~mode~temp~batterie : qui définit la demande de démarrage du moteur thermique quand elle vaut Hybride > ou la demande d'arrêt du moteur thermique quand elle vaut < Electrique > . The traffic supervisor energy management means G then uses two Boolean variables that are in the FALSE state by default: electrical-request: goes to the TRUE value if the supervisor sends a request to start the electric motor;
demand-thermally. goes to the TRUE value if the supervisor sends a request to start the heat engine.-
Then the rolling supervisor exploits three intermediate variables that can take one of two values <Hybrid> or <Electric> and which are:
hystmodecoupte: for the determination of th ~ rolling; hyst ~ mode ~ battery: for the determination of th ~ regeneration; hyst ~ mode ~ temp ~ battery: which defines the request for starting the engine when it is worth Hybrid> or the request to stop the engine when it is worth <Electric>.
Le mode de calcul des coefficients th~roulage et th~récupération n'est pas modifié par l'invention sur ce qui a été enseigné dans le brevet précité du même déposant. Cependant, le calcul du coefficient th~régénération est réalisé de la façon The method of calculating the th ~ rolling and th ~ recovery coefficients is not modified by the invention on what has been taught in the aforementioned patent of the same applicant. However, the calculation of the coefficient th ~ regeneration is realized in the way
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suivante. Quand le coefficient th~régénération est non nul, le moteur électrique 6 fonctionne en génératrice de courant qui est redressé et conformé pour recharger la batterie si son état de charge le permet.
next. When the th ~ regeneration coefficient is not zero, the electric motor 6 operates as a current generator which is rectified and shaped to recharge the battery if its state of charge allows it.
Deux cas sont possibles. Tout d'abord, la variable d'état mode-sélectionné valant la valeur < Electrique > , elle initialise la variable d'état hyst~mode~temp~batterie de sortie du générateur 16 à ! a valeur < E) ectrique > , ce qui force le fonctionnement sur le segment AB du graphique de la figure 1. Ensuite, la variable d'état mode-sélectionné valant la valeur < Hybride > , le moyen G teste l'expression logique suivante :
hystmodecoup ! e = < Hybride > OU hyst~mode~batterie = Hybride > OU hyst~mode~temp~batterie = < Hybride > . Two cases are possible. First, with the mode-selected state variable equal to the <Electric> value, it sets the state variable hyst ~ mode ~ temp ~ output battery of generator 16 to! has an <E) ectric value>, which forces the operation on segment AB of the graph of FIG. 1. Then, the mode-selected state variable being worth <Hybrid>, the means G tests the following logical expression :
hystmodecoup! e = <Hybrid> OR hyst ~ mode ~ battery = Hybrid> OR hyst ~ mode ~ temp ~ battery = <Hybrid>.
Si cette expression logique est vraie, la variable interne demande-thermique est placée à la valeur VRAI et le coefficient de régénération est placé à la valeur 0. If this logical expression is true, the internal demand-thermal variable is set to TRUE and the regeneration coefficient is set to 0.
Si cette expression logique est fausse, la variable interne demande-thermique est placée à la valeur FAUX et le coefficient de régénération th~régénération est placé à la valeur 0. De cette manière, on commande le démarrage et l'arrêt du moteur thermique. If this logical expression is false, the internal demand-thermal variable is set to the FALSE value and the regeneration coefficient th ~ regeneration is set to the value 0. In this way, it controls the starting and stopping of the engine.
A l'aide des figures 5 et 6, on va expliquer le mode de calcul du coefficient th~récupération. A la figure 5, on a représenté un organigramme du superviseur 2 incorporant la régulation de la température de batterie. A l'étape S1, la variable Température-batterie est comparée au premier seuil Seuil~température~haut (voir Figure 1). Si le test S1 est positif, le signal de commande hyst~mode~temp~batterie est placé à I la valeur Hybride > lors de l'étape S2. SI le test S1 est négatif, on exécute à l'étape S3 le test de savoir si Température-batterie est plus petit que le second seuil Seuil~température~bas (voir Figure 1). Si le test S3 est négatif, le signal de commande With the aid of FIGS. 5 and 6, the method of calculating the coefficient th ~ recovery will be explained. In FIG. 5, a flowchart of the supervisor 2 incorporating the regulation of the battery temperature is shown. In step S1, the temperature-battery variable is compared with the first threshold Threshold ~ temperature ~ high (see Figure 1). If the test S1 is positive, the control signal hyst ~ mode ~ temp ~ battery is set to the value Hybrid> in step S2. If the test S1 is negative, it is carried out in step S3 the test of whether the temperature-battery is smaller than the second Threshold ~ temperature ~ low (see Figure 1). If the S3 test is negative, the command signal
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hyst~mode~temp~batterie est placé à la valeur < Electrique > lors de l'étape S4. hyst ~ mode ~ temp ~ battery is set to the value <Electric> in step S4.
Puis dans les trois cas possibles, trois tests sont réalisés en parallèle, respectivement, S5 si les variables hyst~mode~temp~batterie et hyst~mode~batterie sont toutes deux en même temps à la valeur < Electrique > , S6 les variables hyst~mode~temp~batterie et hyst~mode~batterie sont respectivement aux valeurs < Electrique > et Hybride > en même temps, et - S7 si la seule variable hyst~mode~temp~batterie est à la valeur < Electrique > .
Quand le test S5 est positif le coefficient th~récupération est mis à la valeur 0 lors de l'étape sa. Quand le test S6 est positif, le coefficient th~récupération est mis à la valeur 1 lors de l'étape S9. Quand le test S7 est positif le coefficient th~récupération est calculé lors de l'étape S10 selon le moyen décrit ci-après à l'aide de la figure 6. When the test S5 is positive the coefficient th ~ recovery is set to the value 0 during step sa. When the test S6 is positive, the coefficient th ~ recovery is set to the value 1 during step S9. When the test S7 is positive the coefficient th ~ recovery is calculated in step S10 according to the means described below with the help of Figure 6.
A la figure 6, on a représenté un schéma bloc d'un module de calcul du coefficient th~récupération, partie essentielle du superviseur de la figure 3 et qui permet d'expliquer le calcul effectué lors de l'étape S10 de l'organigramme de la figure 5. FIG. 6 shows a block diagram of a module for calculating the coefficient th ~ recovery, essential part of the supervisor of FIG. 3, which makes it possible to explain the calculation carried out during step S10 of the flowchart of Figure 5.
Le module de calcul du coefficient th~récupération reçoit sur ces entrées les variables ou signaux de commande : Etat~de~charge et Température-batterie issues du contrôleur 13 de la batterie 6 ;
Tension et Intensité issues du contrôleur 13 de la batterie 6 ; Couple~à~la~roue et Vitesse~roue issues de contrôleurs d'état de la chaîne motrice 1, pour mesurer le couple à appliquer aux roues motrices du véhicule, et la vitesse de rotation des roues ; Demandé ou couple demandé à la chaîne motrice. The module for calculating the coefficient th ~ recovery receives on these inputs the variables or control signals: state ~ charge ~ and temperature-battery from the controller 13 of the battery 6;
Voltage and Intensity coming from the controller 13 of the battery 6; Torque ~ to ~ the ~ Wheel and Speed ~ wheel out of state controllers of the drive chain 1, to measure the torque to be applied to the drive wheels of the vehicle, and the speed of rotation of the wheels; Asked or couple asked the driving chain.
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Les variables Etat~de~charge et Température-batterie sont entrées sur le module 30 de détermination de la puissance batterie ou de la tension batterie qui permet de déterminer la puissance de recharge de la batterie ou la tension sous laquelle le convertisseur 5 doit la recharger. Cette détermination utilise une table de conversion qui permet de transformer en fonction de Température-batterie la variable d'entrée Etat~de~charge en
Puissance de recharge selon le graphique de la figure 4. Le module 30 de détermination comporte un moyen pour lire cette table qui y est enregistrée dans un moyen mémoire et de lire l'information Puissance-batterie qui y est tabulée. Au lieu de
Puissance batterie, en particulier si le convertisseur 5 travaille à intensité constante, le premier module de détermination 30 peut produire seulement une variable d'état tension-consigne qui donne la tension sous laquelle la recharge sera effectuée par le convertisseur 5. L'une ou l'autre des variables Puissance batterie ou tension~consigne est entrée sur un second module 31 de correction de la tension de recharge ou de la puissance de recharge. The state variables ~ charge and battery-temperature are entered on the module 30 for determining the battery power or the battery voltage that determines the recharging power of the battery or the voltage under which the converter 5 must recharge it . This determination uses a conversion table which makes it possible to transform, as a function of temperature-battery, the input variable State ~ of charge in
Charging power according to the graph of Fig. 4. The determining module 30 includes means for reading this table stored therein in memory means and reading the battery power information therein tabulated. Instead of
Battery power, especially if the converter 5 is working at constant intensity, the first determination module 30 can produce only a voltage-set state variable which gives the voltage under which the recharge will be performed by the converter 5. One or the other variables battery power or voltage ~ setpoint is input to a second module 31 for correction of the charging voltage or the charging power.
Le second module 31 de correction reçoit les valeurs instantanées de la tension et de l'intensité sous la forme de variables d'état Tension et Intensité issues du contrôleur d'état de la batterie 6 en cours de recharge. La correction consiste essentiellement à rechercher la valeur de la puissance de la batterie qui optimisera son refroidissement. Le modèle de correction prend en compte la résistance interne r et la tension à vide de la batterie fcem, la puissance de la batterie étant une fonction de la forme :
Puissance bg = Intensité (fcem + r x Intensité) et l'échauffement de la batterie dépendant de la dissipation résistive de chaleur. The second correction module 31 receives the instantaneous values of the voltage and the intensity in the form of voltage and intensity state variables from the state controller of the battery 6 being recharged. The correction essentially consists in looking for the value of the power of the battery which will optimize its cooling. The correction model takes into account the internal resistance r and the no-load voltage of the battery fcem, the power of the battery being a function of the form:
Power bg = Intensity (fcem + rx Intensity) and the heating of the battery depending on the resistive dissipation of heat.
En fonction d'une table de correction, le module 31 produit une variable d'état puissance-électrique qui est transmise au According to a correction table, the module 31 produces a power-electric state variable which is transmitted to the
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troisième module 32 de détermination du rapport optimal pour minimiser la consommation. Le troisième module 32 est essen- tiellement nécessaire pour une architecture hybride parallèle équipée d'une boîte de vitesses robotisée. Dans le cas où la boîte de vitesses est commandé manuellement, le calcul du rapport optimal peut être transmis pour l'information du conducteur sur un afficheur ou indicateur au tableau de bord. third module 32 for determining the optimum ratio to minimize consumption. The third module 32 is essentially necessary for a parallel hybrid architecture equipped with a robotized gearbox. In the case where the gearbox is manually controlled, the optimal ratio calculation can be transmitted for the information of the driver on a display or indicator on the dashboard.
Le troisième module 32 de détermination du rapport optimal pour minimiser la consommation reçoit de contrôleurs d'état non représentés aux dessins et associés aux organes de la chaîne motrice 1 la valeur instantanée du couple à la roue et de la vitesse de rotation de la roue sous la forme des variables d'état Couple~à~la~roue et Vitesse-roue. Le troisième module 32 comporte dans un moyen mémoire une table de conversion qui mémorise pour chaque paire de valeurs tabulées (Couple~à~la~roue, Vitesseroue), qui correspond à la puissance développée du moteur thermique, une valeur indicatrice du rapport de boîte de vitesses qui permet de minimiser la consommation. Pour minimiser la consommation du moteur thermique, le rapport de boîte de vitesses est sélectionnée dans la table mémorisée pour une puissance du moteur thermique et une vitesse de roues donnée. La valeur lue est transmise sous la forme d'une variable d'état Rapport à un quatrième module 33. Elle est aussi disponible pour le contrôleur d'état associé à la boîte de vitesses de la chaîne de transmission 7 ou à un indicateur à l'intention du conducteur. The third module 32 for determining the optimal ratio for minimizing consumption receives from state controllers not shown in the drawings and associated with the power train members 1 the instantaneous value of the torque at the wheel and the speed of rotation of the wheel under the shape of the torque state variables ~ to ~ the ~ wheel and wheel-speed. The third module 32 comprises in a memory means a conversion table which stores for each pair of tabulated values (Torque ~ to ~ the ~ wheel, Vitesseroue), which corresponds to the developed power of the engine, a value indicative of the gear ratio. of speeds which makes it possible to minimize the consumption. To minimize the consumption of the engine, the gear ratio is selected in the stored table for a given engine power and wheel speed. The value read is transmitted in the form of a report variable Report to a fourth module 33. It is also available for the state controller associated with the gearbox of the transmission chain 7 or an indicator at the same time. intention of the driver.
Le quatrième module 33 permet de calculer le couple du moteur électrique en fonction de la puissance électrique de recharge de la batterie Puissance-électrique calculée par le second module 31 et des paramètres de couple-à-la-roue et de vitesse-roue. Ce couple est en réalité le couple sous lequel le moteur électrique 6 travaille en recevant de l'énergie mécanique de la chaîne de transmission 7 par son arbre 10 lors du The fourth module 33 makes it possible to calculate the torque of the electric motor as a function of the electric charging power of the electric-power battery calculated by the second module 31 and of torque-to-the-wheel and wheel-speed parameters. This torque is actually the torque under which the electric motor 6 works by receiving mechanical energy from the transmission chain 7 by its shaft 10 during the
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fonctionnement en régénération. La valeur du couple du moteur électrique est tabulée dans un moyen mémoire et produit une variable d'état mise à jour quand l'une des entrées de table (Coup)eàjaroue,Vitesseroue, Rapport, Puissance-électrique) change. La forme générale de la variable d'état est donnée par :
Cth = Puissance - roue - Puissance électrique k - x.
regenerative operation. The torque value of the electric motor is tabulated in a memory means and produces an updated state variable when one of the table entries (Coup) is shunted, speed, ratio, power-electric) changes. The general form of the state variable is given by:
Cth = Power - wheel - Electrical power k - x.
Rapport
Cette variable d'état permet de dériver une variable d'état dénommée couple-moteur-électrique, pour déterminer le couple du moteur électrique travaillant en génératrice et le module la transmet à un cinquième module 34. Pour déterminer la varaible d'état coup ! emoteuré ! ectrique, ie contrôieur exécute la loi :
Puissance électrique Couple~moteur~électrique =-----=----Régime ~ moteur
dans lequel Régime~moteur est mesuré par un capteur convenable. Report
This state variable makes it possible to derive a state variable called torque-motor-electric, to determine the torque of the electric motor working as a generator and the module transmits it to a fifth module 34. To determine the state varaible coup! emoteuré! electrical, the controller executes the law:
Electrical power Torque ~ motor ~ electrical = ----- = ---- Speed ~ motor
wherein RPM ~ motor is measured by a suitable sensor.
Le cinquième module 34 reçoit aussi en entrée une variable d'état C-demandé représentative du couple demandé par le conducteur par l'organe de demande de couple 14. Le cinquième module 34 comporte une mémoire d'un paramètre Cth~max qui mesure le couple maximum disponible sur le-moteur thermique quand la chaîne motrice travaille en mode de régénération. Le cinquième module 34 exécute par un calculateur approprié le calcul suivant :
h',. (Cdemandé - couple moteur électrique) M CMpaO/2 =--------------------==-------CA max
Dans la description, on s'est attaché à décrire une architecture de chaîne de motorisation hybride dans laquelle le moteur électrique est connecté en parallèle avec le moteur thermique à l'arbre primaire d'une boîte de vitesses, préférentiellement robotisée. L'invention s'applique aux diverses autres architectures de chaîne de motorisation hybride. The fifth module 34 also receives as input a C-asked state variable representative of the torque requested by the driver by the torque request member 14. The fifth module 34 has a memory of a parameter Cth ~ max which measures the maximum torque available on the engine when the power train is working in regeneration mode. The fifth module 34 executes by an appropriate calculator the following calculation:
h ,. (C requested - electric motor torque) M CMpaO / 2 = -------------------- == ------- max CA
In the description, it was attempted to describe a hybrid drive chain architecture in which the electric motor is connected in parallel with the heat engine to the primary shaft of a gearbox, preferably robotized. The invention applies to various other architectures of hybrid drive chain.
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Dans un autre mode de réalisation, l'architecture de la chaîne de motorisation 1 est celle d'un moteur électrique connecté en parallèle au moteur thermique sur le secondaire d'une boîte de vitesses, le couple demandé C-demandé sera interprété comme une demande de couple sur l'arbre secondaire et non pas comme une demande de couple sur l'arbre primaire. In another embodiment, the architecture of the drive train 1 is that of an electric motor connected in parallel with the engine on the secondary of a gearbox, the requested torque C-requested will be interpreted as a request torque on the secondary shaft and not as a torque request on the primary shaft.
Dans ce mode de réalisation, le module de calcul du coefficient de récupération th~récupération comporte en plus de ce qui a été décrit plus haut, un moyen de correction de la valeur C-demandé du couple demandé en rapportant cette valeur sur l'arbre secondaire de la boîte de vitesses. In this embodiment, the module for calculating the recovery coefficient th ~ recovery comprises, in addition to what has been described above, means for correcting the C-requested value of the requested torque by relating this value to the shaft. secondary of the gearbox.
Dans un autre mode de réalisation, l'architecture de la chaîne de motorisation 1 est celle d'un moteur électrique connecté en série avec le moteur thermique directement ou par l'intermédiaire d'un différentiel. Dans un premier temps. le module de la figure 6 permettra de calculer la puissance de recharge de la batterie soit Puissance-électrique (premier module 30). Puis, on calculera la somme des Puissance à la roue et de la puissance de recharge pour obtenir la puissance du moteur thermique. Pour la valeur de consigne de la puissance du moteur thermique, un moyen de calcul détermine le couple et le régime du moteur thermique qui minimisent la consommation. A cet effet, le moyen de calcul du couple 33, qui détermine le couple du moteur électrique Couple-moteur-électrique désiré, est remplacé par un moyen de calcul des puissances qui comporte un premier moyen de calcul de la puissance électrique de recharge de la batterie : Puissance-électrique. Ce premier moyen de calcul utilise les données disponibles à chaque instant dans le superviseur concernant l'état de la batterie. Il est connecté à un second moyen de calcul de la puissance thermique nécessaire
Puissance-thermique pour assurer notamment la fourniture de la puissance de recharge de la batterie, à l'aide du couple du moteur thermique et de son régime de sorte que la consommation du In another embodiment, the architecture of the drive train 1 is that of an electric motor connected in series with the heat engine directly or via a differential. Firstly. the module of Figure 6 will calculate the recharge power of the battery is Power-electric (first module 30). Then, we will calculate the sum of the Wheel Power and the recharge power to get the power of the engine. For the reference value of the power of the heat engine, a calculation means determines the torque and the speed of the engine that minimize the consumption. For this purpose, the means for calculating the torque 33, which determines the torque of the desired electric motor / torque motor, is replaced by a power calculation means which comprises a first means for calculating the electric power of charging of the battery: Power-electric. This first calculation means uses the data available at each moment in the supervisor concerning the state of the battery. It is connected to a second means of calculating the necessary thermal power
Power-thermal to ensure in particular the supply of the recharging power of the battery, using the torque of the engine and its speed so that the consumption of the
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moteur thermique soit minimisée. Un paramètre indicateur de la puissance thermique maximale disponible joue le même rôle que dans le cas de l'architecture parallèle Cth~max.
engine is minimized. A parameter indicating the maximum available thermal power plays the same role as in the case of the Cth ~ max parallel architecture.
Dans cette architecture série, le coefficient th~récupération sera calculé sur les puissances et non pas sur les couples par la formule :
(Puissance thermique-Puissance électrique) M CMpaO =---------------------------=--------- - Puissance - thermique - max imale
Dans un autre mode de réalisation, la chaîne de motorisation est configurable au choix du conducteur en mode série ou en mode parallèle. Selon la sélection par le conducteur ou par un automate, le module de calcul du coefficient th~récupération sera selon le mode série ou selon le mode parallèle ainsi qu'il est décrit ci-dessus.In this series architecture, the coefficient th ~ recovery will be calculated on the powers and not on the couples by the formula:
(Thermal Power-Electrical Power) M CMpaO = --------------------------- = --------- - Power - thermal - max imale
In another embodiment, the drive chain is configurable to the driver's choice in series mode or in parallel mode. According to the selection by the driver or by an automaton, the module for calculating the coefficient th ~ recovery will be in the serial mode or in the parallel mode as described above.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0016363A FR2818201B1 (en) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | HYBRID MOTOR VEHICLE WITH BATTERY TEMPERATURE REGULATION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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2000
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Patent Citations (5)
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| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 009, no. 229 (M - 413) 14 September 1985 (1985-09-14) * |
Also Published As
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