FR2855102A1 - Procede et dispositif de commande d'un groupe motopropulseur avec une transmission infiniment variable en mode "retro" - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de commande d'un Groupe Motopropulseur avec une transmission infiniment variable en mode « rétro ». Le système concerné est un véhicule équipé d'un moteur thermique et d'une transmission infiniment variable fonctionnant en mode « rétro ».Selon l'invention, un modèle global multi variable non linéaire est exécuté dans une unité de détermination (36), de sorte que qu'une pluralité de variables intermédiaires (v1, v2) soit produites à destination d'une unité de découplage (35) par une unité de régulation (34). Les signaux de mesure utilisés sont les régimes et les couples des machines électriques du variateur électrique de la transmission infiniment variable, la tension électrique aux bornes de l'élément tampon d'énergie du variateur électrique. Les commandes produites sont les signaux de consignes de couples des machines électriques.

Description

Procédé et dispositif de commande d'un groupe
motopropulseur avec une transmission infiniment variable en mode " rétro " La présente invention concerne un procédé et un dispositif de commande d'un Groupe Motopropulseur avec une transmission infiniment variable en mode rétro. Le système concerné est un véhicule équipé d'un moteur thermique et d'une transmission infiniment variable fonctionnant en mode " rétro ".
En mode " rétro ", le conducteur ne fournit aucune intention sur la commande du moteur thermique. Particulièrement dans le cas d'un véhicule classique, il n'appuie pas sur la pédale d'accélérateur. Le moteur thermique est en coupure d'injection ou il fournit un couple résistant aux roues du véhicule. Le système 15 concerné a pour particularité de ne pas comporter de coupleur, c'est-à-dire qu'une puissance mécanique est toujours échangée entre les roues du véhicule et le groupe motopropulseur.
Particulièrement, un tel système ne comporte pas d'embrayage ni de convertisseur, entre le moteur thermique et la transmission 20 infiniment variable.
La transmission infiniment variable utilisée dans le système de l'invention est constituée: a de deux machines électriques électriquement reliées par un élément tampon d'énergie et fonctionnant en variateur 25 électrique; * d'une chaîne cinématique disposant de quatre arbres d'entrée/sortie respectivement connectés au moteur thermique, aux roues et aux machines électriques.
Des actionneurs permettent de contrôler l'état de 30 fonctionnement essentiellement du moteur thermique et des deux machines électriques. Ces actionneurs doivent recevoir des signaux de pilotage produits par un superviseur, par exemple implémenté sur un ordinateur de bord.
Dans de précédentes demandes de brevet, le demandeur a déjà définies des architectures permettant de tirer le meilleur parti de ce genre de transmission infiniment variable. Le demandeur cite particulièrement la demande de brevet FR-A-2.818.346 5 déposée le 18 décembre 2000 qui concerne une transmission infiniment variable à dérivation de puissance comportant deux machines électriques montées en série sur une première voie et un accès à l'arbre du moteur thermique sur une seconde voie et avec deux étages de réduction et la demande de brevet 10 FR-A-2.823.156 déposée le 06 avril 2001 qui concerne une transmission infiniment variable à dérivation de puissance à deux modes de fonctionnement, la transmission présentant deux voies de dérivation de la puissance mécanique dont l'une des voies comporte deux étages de réduction montés en parallèle et activés 15 selon le mode de fonctionnement choisi.
Dans une demande de brevet français FR-A-2.824.377, déposée le 04 mai 2001 au nom du présent demandeur, on a proposé un procédé de synthèse d'une loi de commandes des actionneurs précités qui assure sa robustesse aux perturbations 20 des commandes, aux bruits des mesures, aux erreurs de modélisation, aux saturations des actionneurs et aux commutations des régulateurs qui sont intégrés dans le réseau électrique de bord. La loi de commande envisagée vise aussi à assurer le respect des limitations des organes pour assurer 25 I'asservissement des consignes de commande sur ces limitations.
Cette commande permet de respecter des spécifications de performance, présenter des propriétés de robustesse aux perturbations et bruits de mesures, tout en assurant une régulation correcte de l'élément tampon d'énergie.
Dans le procédé de synthèse d'une loi de commande des organes d'une transmission infiniment variable défini dans cette demande de brevet, la loi de synthèse est implantée dans une unité centrale électronique de type superviseur à trois niveaux de commande. La loi de synthèse est délivrée au calculateur de contrôle qui pilote le moteur thermique et les machines électriques de la transmission.
Le procédé défini dans cette précédente demande de Brevet FR-A-2.824.377 consiste à: - modéliser le comportement dynamique du groupe motopropulseur du véhicule selon un modèle dynamique linéaire invariant dans le temps, recevant en entrée des signaux de consigne des actionneurs du groupe motopropulseur qui assurent une consigne de couple sur chacune des machines électriques et 10 du moteur thermique, et des signaux d'état du véhicule comprenant le couple et le régime du moteur thermique, ainsi que le régime des roues du véhicule, pour délivrer le couple de transmission aux roues, ainsi que le couple et le régime du moteur thermique; corriger le modèle dynamique linéaire du groupe motopropulseur par Introduction des incertitudes de dynamique du moteur thermique et des machines électriques et des incertitudes paramétriques sur la résistance à l'avancement et sur la masse du véhicule; - calculer par la méthode de minimisation d'une norme H infini, d'un régulateur robuste en performances qui stabilise tous les systèmes décrits par ledit modèle avec incertitudes.
Dans une demande de brevet français No. 01.16915 déposée le 27 décembre 2001 au nom du présent demandeur, une 25 architecture à trois couches pour un superviseur de groupe motopropulseur a été définie qui permet de rendre le superviseur peu dépendant du type de moteur thermique, des caractéristiques de la transmission infiniment variable et des caractéristiques, tant du comportement routier du véhicule que du style de conduite du 30 conducteur.
Dans une première couche IVC, le superviseur comporte un premier moyen pour interpréter la volonté du conducteur tout en tenant compte de l'environnement de conduite du véhicule.
Dans une seconde couche OPF, le superviseur comporte un second moyen qui coopère avec le premier moyen pour déterminer, indépendamment du type de moteur thermique, le point optimal de fonctionnement du groupe motopropulseur pour 5 appliquer une consigne déterminée en fonction de l'interprétation de la volonté du conducteur.
Dans une troisième couche COS, le superviseur comporte un troisième moyen qui coopère avec le second moyen pour déterminer les signaux de commande des actionneurs d'un 10 Groupe Motopropulseur avec une transmission infiniment variable du type décrit plus haut.
C'est un objet de la présente invention de permettre, au niveau de la troisième couche COS du superviseur, de calculer la commande des deux actionneurs disponibles - les deux machines 15 électriques - permettant de réaliser le point de fonctionnement requis par les couches supérieures de supervision dans le mode " rétro ".
En effet, I'invention concerne un procédé de commande d'un groupe motopropulseur de véhicule comportant un moteur 20 thermique couplé directement aux roues du véhicule et une transmission infiniment variable à variateur électrique incluant deux machines électriques, selon lequel le véhicule peut être entraîné par le groupe motopropulseur, freiné par celui-ci, découplé de celui-ci ou maintenu à l'arrêt.
Le procédé est du genre qui dispose d'un mode de freinage spécifique du véhicule par le groupe motopropulseur, dans lequel on contrôle le régime du moteur thermique, le moteur thermique étant en coupure d'injection, en exploitant uniquement une mesure du niveau de charge du variateur et des mesures de 30 régime des machines électriques et de couple fourni par celles-ci.
L'invention concerne aussi un dispositif de commande d'un Groupe Motopropulseur avec une transmission infiniment variable en mode " rétro " pour mettre en ceuvre le procédé défini cidessus. Le dispositif est du genre comportant: - un premier contrôleur pour interpréter la volonté du conducteur, - un second contrôleur pour déterminer un point de fonctionnement optimal du moteur thermique, et - un troisième contrôleur pour produire des signaux de commande des actionneurs du groupe motopropulseur, Le troisième contrôleur du dispositif de l'invention comporte: - une unité de régulation - une unité de découplage; et - une unité de détermination.
L'unité de découplage produit deux signaux de commande de couple des machines électriques du variateur électrique de la transmission infiniment variable.
L'unité de régulation élabore des variables intermédiaires à destination de l'unité de découplage en fonction du signal de consigne de la tension aux bornes de l'élément tampon d'énergie du variateur et de la donnée d'une valeur optimale du régime moteur et sur la base d'estimation du régime moteur et de l'état 20 énergétique de l'élément tampon.
L'unité de détermination comporte des modules synthétisant un modèle global multivariable non linéaire pour produire une estimation du degré de charge de l'élément tampon d'énergie et une estimation du régime moteur à destination de l'unité de 25 régulation et un vecteur d'estimation des couples et régimes du groupe motopropulseur, sur la donnée de mesure des régimes et des couples des machines électriques et de la tension aux bornes de l'élément tampon d'énergie du variateur de vitesses.
La solution proposée par l'invention permet de réaliser une 30 commande du groupe motopropulseur GMP pour atteindre simultanément l'ensemble des objectifs requis, à savoir produire une valeur déterminée de régime du moteur thermique et de niveau d'énergie de l'élément tampon d'énergie. La solution proposée a pour particularité de s'appliquer à un groupe motopropulseur GMP dépourvu de coupleurs entre le moteur thermique et la transmission, comme un embrayage ou un convertisseur.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des figures annexées dans lesquelles: - la figure 1 est une vue schématique représentant les éléments principaux d'un véhicule dans lequel sont implémentés le procédé et le dispositif de l'invention; - les figures 2 et 3 sont des organigrammes pour exposer les divers aspects du procédé de l'invention; la figure 4 est une vue schématique représentant les parties principales du dispositif de l'invention; - la figure 5 est une vue schématique représentant un mode 15 particulier de réalisation d'un troisième bloc de la figure 4.
Dans la suite du texte, les notations suivantes ont la signification suivante: * Le terme â ou Aa désigne une estimation de la variable a; * Le terme a* ou le terme a* désigne une consigne optimisée de 20 la variable a; ò Le terme a# ou le terme a# désigne une consigne calculée de la variable a; À Le terme a ou le terme a' désigne la variation temporelle de la variable a * La variable Ts désigne le temps d'échantillonnage de la commande; Dans une modélisation menée lors de la démarche inventive, le système constitué par le véhicule lors du roulage en mode tirage a été décomposé en six systèmes élémentaires qui 30 sont modélisés successivement selon les éléments suivants comprenant: * Une chaîne cinématique composant de la transmission infiniment variable, * un moteur thermique, * deux machines électriques composants du variateur électrique, * un condensateur servant d'élément tampon d'énergie dans le variateur électrique, et * le reste du véhicule dans son état au roulage.
Les caractéristiques fonctionnelles de ces différents modèles sont dans une première phase préalable du procédé de l'invention synthétisées sous un modèle global multivariable non linéaire. A cette fin, I'homme de métier pourra se reporter aux 10 enseignements des demandes de brevet FRA-2.824.377 et FR-A-0.1 16.915.
A la Figure 1, on a représenté un schéma bloc d'un véhicule équipé d'un groupe motopropulseur (GMP). Le groupe motopropulseur GMP est constitué d'un moteur thermique (ICE) 4 15 commandé en couple et d'une transmission infiniment variable (IVT) 5. Cette transmission est constituée d'une chaîne cinématique 13 comportant quatre voies d'échange de puissance mécanique et d'un variateur électrique 21. Le variateur électrique 21 est lui-même constitué de deux machines électriques Me1, 11 20 et Me2, 12 commandées en couple et liées électriquement par un élément tampon d'énergie 10. Bien que l'élément de stockage d'énergie 10 du mode de réalisation décrit soit un condensateur, le procédé de commande est également applicable au cas d'une transmission infiniment variable avec un stockage d'énergie de 25 technologie différente telle qu'une batterie ou un super condensateur.
Chaque machine électrique Mei, 11 ou Me2, 12 peut travailler dans les quatre quadrants de caractéristique (ûe, Te), ou autrement dit: - comme moteur, mode dans lequel la machine électrique tire de l'énergie électrique sur l'élément tampon d'énergie 10 et délivre de la puissance mécanique par un arbre 17 ou 18 sur la chaîne cinématique à quatre voies, ou - comme générateur, mode dans lequel la machine électrique prélève de la puissance mécanique sur la chaîne cinématique 13 et recycle de l'énergie électrique vers l'élément tampon d'énergie 10.
La chaîne cinématique 13 comporte quatre arbres d'échange de puissance mécanique qui sont: - Un arbre 15 pour échanger de la puissance mécanique avec le vilebrequin du moteur thermique 4 qui peut travailler en moteur ou en frein moteur; - Un arbre 16 pour échanger de la puissance mécanique avec les roues 6 du véhicule; - Des arbres 17 et 18 pour échanger de la puissance mécanique avec les rotors des deux machines électriques 11 et 12.
Le moteur thermique 4 est contrôlé en couple par un contrôleur 3 et les machines électriques 11 et 12 sont respectivement contrôlées par un contrôleur 19 et par un contrôleur 20. La chaîne cinématique 13 de la transmission IVT 5 comporte ainsi qu'il est connu des coupleurs comme des 20 embrayages et des freins qui sont commandés par un contrôleur de mode de transmission qui n'est ni décrit ni représenté dans la présente demande mais qui est défini dans les précédentes demandes de brevet précitées du demandeur.
Le mode de fonctionnement du groupe motopropulseur GMP 25 concerné par la présente invention est un mode d'entraînement appelé mode " rétro ", au cours duquel le moteur thermique fournit un couple résistant à la transmission. Au cours de ce mode, I'objectif mécanique poursuivi par le procédé de l'invention est la régulation du régime du moteur thermique. L'objectif 30 énergétique poursuivi par le procédé de l'invention est la régulation de la tension du condensateur.
Dans la suite de la description, on exploitera les grandeurs désignées par les notations: coel: régime de la première machine électrique 11, oe2 régime de la seconde machine électrique 12, Tde: couple de perturbation appliqué sur le couple fournis par la première machine électrique Me. 11, Tde2: couple de perturbation appliqué sur le couple fournis par la seconde machine électrique Me2 12, Te1#: consigne de couple pour la première machine électrique Mel 1 1, Te2#: consigne de couple pour la première machine électrique Me2 12, 10. Cice: régime du moteur thermique ice 4, Tice: couple du moteur thermique ice appliqué sur le vilebrequin Tdice: couple de perturbation appliqué sur le couple du moteur thermique 4, 15. Tice#: consigne de couple pour le moteur thermique 4, To: couple appliqué aux roues par le groupe motopropulseur GMP, * Tdwh: couple de perturbation appliqué sur le couple aux roues, W: niveau d'énergie du condensateur, 20. p(Tel, Te2, (0e1, 0e2) : cette fonction scalaire est définie par la puissance échangée par le condensateur 10 avec les machines électriques, ainsi que l'ensemble des pertes du variateur électrique comprenant les deux machines électriques Me1 et Me2 et leur condensateur de stockage, 25. PdW: puissance de perturbation appliquée sur la dynamique du condensateur.
Les variables décrivant l'état du système sont divisées en deux listes unidimensionnelles ou vecteurs X1 et X2, ici représentées sous leur forme vectorielle transposée: Xl = [O)ei, Oee2, Tice, Tdwh, Tdice, Tdel, Tde2] (8) X2 = [W, PdW] (9) Le vecteur d'état Xl comporte À des valeurs de régime du variateur électrique * des valeurs de couple moteur thermique * des valeurs de perturbation des signaux de couple.
Le vecteur d'état X2 comporte: * au moins une valeur décrivant l'état énergétique de l'élément tampon d'énergie dans le variateur de vitesses; ò au moins une valeur de perturbation de cet état énergétique.
Le dispositif de commande 2 de l'invention reçoit un entrée un vecteur Z de trois groupes de paramètres d'état du variateur électrique 21 qui sont: - l'état de puissance électrique (Te1, oe1) de la machine électrique Me1 11 par une ligne 22 issue du contrôleur 19; - I'état de puissance électrique (Te2, (oe2) de la machine électrique Me2 12 par une ligne 23 issue du contrôleur 20; - l'état de charge électrique (Ucapa) de l'élément tampon 15 d'énergie 10.
En réponse, et en appliquant le procédé de l'invention, le dispositif de commande 2 retourne des signaux de contrôle pour les actionneurs du groupe motopropulseur 1 concernés dans le mode d'entraînement " rétro ", à savoir un signal de contrôle 20 émis par des lignes 8 et 9 à destination des contrôleurs du variateur électrique 21 qui permet d'atteindre l'objectif de régulation sur le régime du moteur thermique.
Dans un mode préféré de réalisation, le signal de contrôle émis par des lignes 8 et 9 est une paire de signaux de commande 25 de couple Te1# et Te2# respectivement transmis à des entrées convenables des contrôleurs 19 et 20 des machines électriques Mel 11 et Me2 12.
Dans le mode d'entraînement spécifique comme le mode " rétro " concerné par l'invention, le moteur thermique se trouve 30 dans un mode de fonctionnement en coupure d'injection sous le contrôle d'un contrôleur indépendant du dispositif de commande proprement dit de l'invention. Quand un tel état d'entraînement est alors détecté, le dispositif de commande 2 laisse le contrôle du moteur thermique à un contrôleur 26 autonome de régime de coupure d'injection. Le contrôleur 26 de coupure d'injection est lui-même connecté par une ligne spécifique à une entrée correspondante de contrôle de ralenti sur le contrôleur 3 du 5 moteur thermique 4. Dans le même temps, le dispositif de commande 2 de l'invention exécute le contrôle de son objectif de régulation du régime du moteur thermique en produisant des signaux de consigne Tel# et Te2# qui permettent ainsi de poursuivre les objectifs de régulation de la charge électrique de 10 1'élément tampon 10.
A la figure 2, on a représenté la séquence des opérations principales effectuées par le procédé de commande de l'invention.
Après une opération de début de commande lors d'une étape SI au cours de laquelle le dispositif de commande de 15 lI'invention est configuré puis initialisé, et ultérieurement uniquement initialisé sauf lors d'opérations de maintenance, le contrôle passe à une étape S2 au cours de laquelle les commandes Tel#, Te2# des deux actionneurs sont calculées sur la base d'un vecteur de mesure Z qui sera décrit ci-après. A cet 20 effet, le procédé de l'invention a été représenté par une fonction fretro() prédéterminée, étant entendu que son expression est déterminée de manière analytique ou algorithmique sur la base des informations de la description en fonction des objectifs de la commande qui sont de calculer la commande des deux 25 actionneurs disponibles sur les machines électriques et permettant de réaliser le point de fonctionnement requis par les couches supérieures de supervision particulièrement dans le mode d'entraînement " rétro ".
Une fois le couple de valeurs calculé lors de l'étape S2, ces 30 valeurs sont passées aux deux contrôleurs du groupe motopropulseur à savoir Tel pour le contrôleur de la première machine électrique et Te2 pour le contrôleur de la seconde machine électrique. Puis, le contrôle passe à une étape S3 de test de fin de mode d'entraînement spécifique. En effet, le procédé de l'invention peut être arrêté puis un autre mode d'entraînement sélectionné. Si le test S3 est négatif, le contrôle passe à une étape S4 de mesure des valeurs instantanées des variables passées ensuite en arguments à la fonction f() lors de 5 son évaluation lors de l'étape S2 précitée. Les diverses mesures sont collationnées dans un vecteur Z, qui dans un mode préféré de réalisation de l'invention comporte: - le niveau d'énergie stockée dans l'élément tampon d'énergie du variateur de la transmission infiniment 10 variable, mesuré préférentiellement par la tension à ses bornes; - pour chacune des deux machines électriques du variateur le couple Tei ou Te2 et la vitesse de rotation cel ou OU)e2.
Si le test S3 est négatif, le contrôle passe à une étape de 15 fin au cours de laquelle le dispositif de commande de l'invention est désactivé.
Dans un mode particulier de réalisation, le procédé de l'invention comporte les étapes suivantes: - détermination du niveau de charge du variateur (21) et du 20 régime (oice) du moteur thermique, - obtention de valeurs intermédiaires par régulation du niveau de charge et du régime du moteur thermique déterminés en fonction de valeurs de consignes et découplage des valeurs intermédiaires en signaux de 25 commande du variateur électrique.
Dans un mode particulier de réalisation, le procédé de l'invention consiste à effectuer le découplage des signaux intermédiaires en exploitant des valeurs déterminées de - régimes des machines électriques, - couple appliqué sur le vilebrequin du moteur thermique, - couples électromagnétiques des machines électriques, - niveau de charge du variateur, - facteurs de correction des échanges de puissances électriques dans le variateur, - facteurs de correction des couples appliqués sur le vilebrequin et sur les roues A la figure 3, on a représenté un mode de réalisation d'une étape S2 pour évaluer une consigne du groupe motopropulseur par une fonction f() décrite à l'aide de la figure 2.
Lors d'une étape S8, le procédé de l'invention consiste à effectuer une estimation du régime moteur thermique A^ocje, du niveau d'énergie ^W, et d'un vecteur ^Xf rassemblant les grandeurs de simulation de la chaîne électromécanique io représentant le variateur électrique de la transmission infiniment variable du groupe motopropulseur donné. Le vecteur ^Xf sera décrit et défini à l'aide de la figure 4.
Une fois l'étape S8 de détermination effectuée, une étape de régulation S9 est effectuée sur la base des données estimées i5 à l'étape S8 et sur la donnée d'une valeur de consigne qui correspond à une demande de point de fonctionnement du groupe motopropulseur. Dans un mode particulier de réalisation, adapté notamment à l'architecture à trois couches définie dans le procédé décrit dans la précédente demande de brevet FR 20 01. 16915 du présent demandeur, cette valeur de consigne est la consigne foeie* de régime moteur. L'étape de régulation S9 produit un vecteur V* de valeurs intermédiaires en appliquant un algorithme de régulation qui sera défini ci-après.
Une fois l'étape S9 de régulation effectuée, une étape de 25 découplage S10 est effectuée sur la base des variables intermédiaires produites à l'étape S9. L'étape de découplage S10 produit le couple de valeurs de consigne à destination des contrôleurs du groupe motopropulseur sous la dépendance du dispositif de commande 2 de l'invention, à savoir une consigne de 30 couple pour chacune des machines électriques respectivement TeI# et Te2#; de sorte que le point de fonctionnement régulé du groupe motopropulseur (coie) soit atteint. L'algorithme de découplage sera défini ci-après.
A la Figure 4, on a représenté un mode particulier de réalisation des principales unités du dispositif de commande 2 de l'invention. Dans un mode particulier de réalisation, ces unités constituent la part essentielle du contrôleur de troisième niveau 5 COS qui est décrit dans la précédente demande de brevet français No. 01.16915 du présent demandeur et qui reçoit un point optimal de fonctionnement du groupe motopropulseur sous la forme d'un doublet de signaux de consigne (eice,*, To*). Le point optimal de fonctionnement est déterminé par un contrôleur 10 de point de fonctionnement optimal, quelque soit le type de groupe motopropulseur en fonction de l'interprétation de la volonté du conducteur, prenant en compte des paramètres comme le degré d'enfoncement de la pédale d'accélérateur, et/ou d'un régulateur de conduite et de la détection des paramètres de 15 lI'environnement du véhicule, comme sa vitesse de roulage ou la pente dans laquelle il est situé, interprétation et détection confiées à un contrôleur de la commande du véhicule.
La structure de commande mise en oeuvre dans le dispositif de commande 2 selon l'invention est basée sur la structure de 20 commande multivariable à trois consignes présentée dans la demande de brevet français No. 01. 16915 déposée au nom du présent demandeur. L'objet de la présente invention est de construire la couche intermédiaire de commande (COS) dans le mode " rétro" au cours duquel le moteur thermique n'est pas 25 commandé par les deux couches supérieures, mais travaille en coupure d'injection sans être découplé de la transmission infiniment variable.
Le superviseur ou contrôleur OPF qui exécute l'optimisation du point de fonctionnement du moteur thermique fournit à l'entrée 30 du contrôleur de troisième couche COS une consigne de régime du moteur thermique. On dispose par ailleurs d'une consigne de tension du condensateur qui sert le plus souvent d'élément tampon d'énergie pour le variateur électrique. A partir de ces deux consignes et des mesures disponibles décrivant l'environnement du véhicule, comme la vitesse du véhicule ou la pente dans laquelle il est engagé, le contrôl61eur COS génère les consignes de couple pour les deux principaux actionneurs du GMP, à savoir les deux machines électriques (Me1 et Me2) dans le mode " rétro " concerné par l'invention.
Dans une première couche, un module exécute une interprétation de la volonté du conducteur en fonction de la détection de l'environnement du véhicule, notamment de la vitesse de déplacement du véhicule. Particulièrement, on détecte 10 que le degré d'enfoncement de la pédale d'accélérateur et celui de la pédale de frein sont nuls pour déterminer qu'on est en mode " rétro ".
A la Figure 4, on a représenté un mode particulier de réalisation des principales unités du dispositif de commande 2 de 15 I'invention qui sont: * une unité de détermination 36 des variables décrivant l'état du système, * une unité de régulation 34, et * une unité de découplage 35.
Le paramétrage de ces unités repose sur un modèle de comportement du véhicule, sous la forme d'un modèle de représentation au sens de l'Automatique, de conception suffisamment simple pour être directement exploitable, et suffisamment complexe pour traduire l'ensemble des phénomènes 25 physiques pertinents. Son choix a été conduit sur la base de nombreuses déterminations théoriques d'une part et d'essais pratiques permettant d'atteindre les objectifs précités, d'autre part. Le modèle de conception précité est un modèle multi variable non linéaire.
L'unité de détermination 36 comporte quatre portes d'entrée: Une porte d'entrée a recevant le signal de consigne de couple de la première machine électrique Tei #; Une porte d'entrée b recevant le signal de consigne de couple de la second machine électrique Te2 #; Une porte d'entrée d recevant un vecteur caractérisant l'état électrique des machines électriques Oel, (e2, Tel, Te2; Une porte d'entrée e recevant un signal de mesure de la tension aux bornes de la super capacité Ucapa.
L'unité de détermination 36 comporte trois portes de sortie qui sont: Uneporte de sortie S1 qui produit un signal d'estimation sous 10 forme d'un vecteur AXf transmis à la porte d'entrée e de l'unité de découplage 35; Une porte de sortie S2 qui produit une valeur d'estimation du régime moteur Aoeice, transmis à la porte d'entrée f de l'unité de régulation 34; Une porte de sortie S3 qui produit une valeur d'estimation du niveau d'énergie de l'élément tampon d'énergie AW qui est transmis à la porte d'entrée e de l'unité de régulation.
L'unité de détermination 36 comporte une unité de construction de AXf qui a pour rôle de construire le signal 20 d'estimation AXf qui est représenté par le vecteur suivant qui comporte neuf composantes vectorielles Xf = [7 )l 9D2 'tine Tel e2 dwh tdice PdW (1 6) L'estimation de ces signaux est calculée par un observateur linéaire construit à partir du modèle de conception choisi, par 25 mise en oeuvre des techniques connues d'Automatique des Systèmes linéaires. On pourra se reporter aux ouvrages concernant la reconstructions d'état de tels systèmes et particulièrement à l'ouvrage de Philippe de Larminat, " Automatique - Commande des systèmes linéaires ", 2 éditions, 30 Hermès, Science Publication 2000.
Les gains de cet observateur constituent des paramètres de réglage de l'unité de détermination.
L'unité de régulation 34 comporte quatre portes d'entrée Une porte d'entrée a recevant un signal de consigne de la tension aux bornes du tampon en énergie 10; Une porte d'entrée b recevant un signal de consigne du régime moteur.Oice *; Une porte d'entrée e recevant un signal d'estimation du niveau d'énergie de l'élément tampon d'énergie AW; Une porte d'entrée f recevant un signal d'estimation du régime moteur AcOice.
L'unité de régulation 34 comporte deux portes de sortie qui 10 sont respectivement: Une porte de sortie S1 de signal de commande intermédiaire vl; Une porte de sortie S2 de signal de commande intermédiaire v2.
L'unité de régulation 34 comporte deux unités de calcul respectivement du premier signal de commande intermédiaire vl 15 et du second signal de commande intermédiaire v2.
L'unité de calcul du premier signal de commande intermédiaire vl exécute à chaque cycle de calcul le calcul d'un régulateur de type proportionnel à partir de la consigne de charge de l'élément tampon d'énergie comme la tension aux bornes d'un 20 condensateur 10.
L'unité de calcul du second signal de commande intermédiaire v2 exécute à chaque cycle de calcul le calcul d'un régulateur de type proportionnel dérivé à partir de la consigne de régime thermique et de l'estimée du régime thermique L'unité de découplage 35 comporte trois portes d'entrée Une porte d'entrée a recevant le signal de commande intermédiaire vl issu de la sortie S1 de l'unité de régulation 34; Une porte d'entrée b recevant le signal de commande intermédiaire v2 issu de la sortie S1 de l'unité de régulation 34; une porte d'entrée e recevant un signal d'estimation d'un vecteur de contrôle Xf.
L'unité de découplage 35 comporte deux portes de sortie qui sont respectivement: Une porte de sortie S1 de consigne de couple de la première machine électrique Tei#; Une porte de sortie S2 de consigne de couple de la seconde machine électrique Te2#.
A partir des signaux de commande intermédiaire (vl, v2) produits par l'unité de régulation 34 et à partir des estimés du vecteur AXf sur l'état du système fournies par l'unité de détermination 36, I'unité de découplage 35 construit les signaux de commande de des deux couples électromagnétiques Tel# et 10 Te2# des machines électriques du variateur 21. L'étape concernée du procédé de l'invention comporte les sous étapes suivantes: - une étape de découplage des signaux de commande intermédiaires (vl, v2) basée sur l'inversion du modèle de conception par dérivations successives des sorties telle que cette 15 méthode est exposée notamment dans l'ouvrage de A. Isidori, " Non Linear Control Systems ", 2d Edition, Springer-Verlag, 1989, pour produire un doublet de commandes intermédiaires (ul, u2); - une étape d'intégration des deux signaux intermédiaires (ul, u2) 20 pour produire les commandes des couples électromagnétiques (Tel#, Te2#).
Bien entendu, le dispositif qui exécute les fonctions décrites ci-dessus peut être réalisé sur la base d'un processeur de traitement de signal coopérant avec une mémoire de programmes 25 et une mémoire de données ainsi qu'il est connu dans l'état de la technique.
À la figure 5, on a représenté un mode particulier de réalisation de l'unité de découplage 35. Sur cette figure, les mêmes éléments que ceux de la figure 3, portent les mêmes et 30 les numéros de référence et ne sont pas plus décrits.
Les deux signaux de régulation V1, V2 sont transmis à un rassembleur vectoriel 140 dont la sortie transmet en séquence des trois signaux à une première borne d'entrée d'un circuit 141 qui réalise l'inversion du modèle de conception par dérivations successives des sorties. On se reportera notamment à l'ouvrage de A. Isidori, "Non Linear Control SYSTEMS" Springer-Verlag 1989.
Le circuit 141 d'inversion du modèle comporte aussi une 5 seconde borne d'entrée connectée à l'entrée e(35) qui reçoit le vecteur d'estimation ^Xf. De ce fait, I'inversion travaille à la fois sur les composantes de régulation V1, V2 et sur les composants du vecteur d'estimation AXf.
Les deux signaux de sortie qui correspondent à l'inversion 10 du modèle sont désignés respectivement par ul, u2. Ils sont fournis à l'entrée d'un circuit d'intégration 143 - 147, pour obtenir les deux signaux de commande (Tel#, Te2#) à destination des circuits de contrôle des machines électriques du variateur.
Dans ce mode particulier de réalisation, le circuit 15 d'intégration comporte un intégrateur 143 réglé avec une constante de temps Ts. Le signal de sortie de l'intégrateur 143 qui a traité également les composantes Ul et U2, est transmis à une borne d'entrée d'un additionneur 144. La borne de sortie de l'additionneur 144 est connectée à une première borne d'entrée 20 d'un circuit de saturation 146. Le vecteur d'estimation AXf est aussi fourni à une borne d'entrée d'un bloc de sélection des composantes 2 et 3, référencé 145 dont la borne de sortie est connectée directement à une seconde borne d'entrée du circuit de saturation 146. Il ressort de ce schéma que le circuit de 25 saturation 146 travaille d'une part à partir de la valeur des composantes d'inversion U1 et U2, et d'autre part à partir des composantes d'estimation des vitesse de rotation des deux machines électriques A^0el et A^oe2.
D'une manière générale, I'unité de découplage 35 du 30 dispositif de l'invention comporte: - un rassembleur vectoriel 140 rassemblant les variables intermédiaires issues de la régulation du niveau de charge et du régime du moteur thermique déterminés, - un module 141 de découplage non linéaire recevant la sortie du rassembleur 140 et l'ensemble des variables déterminées, - un module 143 appliquant à la sortie du module 141 un gain égal à la période d'échantillonnage Ts du système, - un opérateur d'addition 144 ajoutant au signal de sortie du module 143 le signal de sortie de ladite unité, - un premier circuit 146 appliquant une saturation en fonction du couple électromagnétique maximal qui dépend des régimes déterminés de chaque machine électrique, et - un second circuit 147 appliquant un retard au signal de sortie du circuit de saturation 146 de façon à produire des signaux de commande de couple des deux machines électriques.

Claims (4)

REVENDICATIONS
1. Procédé de commande d'un groupe motopropulseur de véhicule comportant un moteur thermique couplé directement aux roues du véhicule et une transmission infiniment variable à 5 variateur électrique incluant deux machines électriques, selon lequel le véhicule peut être entraîné par le groupe motopropulseur, freiné par celui-ci, découplé de celui-ci ou maintenu à l'arrêt, caractérisé en ce qu'il dispose d'un mode de freinage spécifique du véhicule par le groupe motopropulseur, 10 dans lequel on contrôle le régime du moteur thermique, le moteur thermique étant en coupure d'injection, en exploitant uniquement une mesure du niveau de charge du variateur et des mesures de régime des machines électriques et de couple fourni par celles-ci.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 15 qu'il comporte les étapes suivantes: - détermination du niveau de charge du variateur (21) et du régime (coice) du moteur thermique, - obtention de valeurs intermédiaires par régulation du niveau de charge et du régime du moteur thermique déterminés en 20 fonction de valeurs de consignes et découplage des valeurs intermédiaires en signaux de commande du variateur électrique.
3. Procédé de commande selon la revendication 2, caractérisé en ce que le découplage des signaux intermédiaires 25 exploite des valeurs déterminées de: - régimes des machines électriques, - couple appliqué sur le vilebrequin du moteur thermique, - couples électromagnétiques des machines électriques, - niveau de charge du variateur, - facteurs de correction des échanges de puissances électriques dans le variateur, - facteurs de correction des couples appliqués sur le vilebrequin et sur les roues.
4. Dispositif de commande d'un Groupe Motopropulseur avec une transmission infiniment variable en mode "rétro" pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes, le dispositif étant du genre comportant trois contrôleurs (20, 22, 25) caractérisé en ce que le second contrôleur (22) est connecté par une ligne de signal (24) au troisième contrôleur pour lui fournir un signal représentatif d'une valeur optimale de régime moteur (oice*), en ce que le troisième contrôleur (25) comporte - une unité de régulation (34); - une unité de découpage (35); et - une unité de détermination (36) et en ce que l'unité de découpage (35) comporte - un rassembleur vectoriel (140) rassemblant les variables intermédiaires issues de la régulation du niveau de charge et du régime du moteur thermique déterminés exécutée par l'unité de régulation (34), - un module (141) de découplage non linéaire recevant la sortie 20 du rassembleur (140) et l'ensemble des variables déterminées exécuté par l'unité de détermination (36), - un module (143) appliquant à la sortie du module (141) un gain égal à la période d'échantillonnage (Ts) du système, - un opérateur d'addition (144) ajoutant au signal de sortie du 25 module (143) le signal de sortie de ladite unité, - un premier circuit (146) appliquant une saturation en fonction du couple électromagnétique maximal qui dépend des régimes déterminés de chaque machine électrique, et - un second circuit (147) appliquant un retard au signal de sortie 30 du circuit de saturation (146) de façon à produire des signaux de commande de couple des deux machines électriques.
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