FR2905333A1 - Procede de repartition d'un couple de consigne sur les roues d'un vehicule automobile hybride - Google Patents

Procede de repartition d'un couple de consigne sur les roues d'un vehicule automobile hybride Download PDF

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Abstract

Procédé de répartition d'un couple de consigne Ctot à répartir sur les roues d'un véhicule automobile entre :- un couple Cav exercé sur les roues avant au moyen d'un moteur à combustion interne,- un couple Cfav_g exercé sur la roue avant gauche au moyen d'un frein gauche,- un couple Cfav_d exercé sur la roue avant droite au moyen d'un frein droit, et- un couple Car exercé sur les roues arrière au moyen d'une machine électrique apte à fonctionner en générateur ou en moteur,remarquable en ce que si une instabilité directionnelle est détectée pendant une phase de « lever de pied » et qu'elle a débuté pendant ladite phase de « lever de pied », on applique les couples suivants pendant une période de transition d'une durée Deltat :▪ Car = Cav = 0 ;▪ Cfav_g = max( Ctot/2, CfESP_av_g) ;▪ Cfav_d = max( Ctot/2, CfESP_av_d);où CfESP_av_g et CfESP_av_d sont le couple de freinage commandé par un programme électronique de contrôle de trajectoire (ESP) à la roue avant gauche et à la roue avant droite respectivement, CfESP_av_g et CfESP_av_d étant nuls en l'absence d'un programme électronique de contrôle de trajectoire (ESP).

Description

1 L'invention concerne un nouveau procédé de répartition d'un couple de
consigne Ctot à répartir sur les roues d'un véhicule automobile entre un couple Cav exercé sur les roues avant au moyen d'un moteur à combustion interne, un couple Cfaä_g exercé sur la roue avant gauche au moyen d'un frein gauche, un couple Cfav_a exercé sur la roue avant droite au moyen d'un frein droit, et un couple Car exercé sur les roues arrière au moyen d'une machine électrique apte à fonctionner en générateur ou en moteur. L'invention concerne aussi un calculateur embarqué programmé pour exécuter ledit procédé. Le couple de consigne Ctot est calculé en fonction de la décélération souhaité pour le confort du conducteur pendant les phases de lever de pied. On connaît de FR 2 799 417 un procédé de répartition d'un couple de consigne sur un véhicule hybride à quatre roues motrices, en fonction des conditions de roulage. La répartition est faite en fonction de certains paramètres dont : le couple demandé par le conducteur, - la température des actionneurs électriques, - l'état du véhicule, - la différence de l'état de glissement entre les trains avant et arrière. Ce dispositif vise à assurer une stabilité directionnelle du véhicule pendant les phases de lever de pied notamment en virage. Ce dispositif agit pour cela sur la répartition des couples moteur entre la paire de roues avant et la paire de roues arrière, sans agir sur les couples de freinage du véhicule. II présente l'inconvénient de n'être efficace en termes de rendement énergétique que pour un véhicule hybride disposant de deux machines électriques, l'une à l'avant et l'autre à l'arrière, capables de récupérer de l'énergie au cours de la phase de lever de pied .
Dans le cas d'un véhicule hybride comprenant une machine électrique apte à exercer un couple sur les roues arrière, et un moteur à combustion interne apte à exercer un couple sur les roues avant pour optimiser la consommation, les phases de lever de pied s'accompagnent classiquement d'un débrayage et d'un arrêt du moteur à combustion avant et d'une récupération d'énergie par la machine électrique sur le train arrière. Du fait de cette récupération d'énergie, le contrôle de la répartition des seuls couples moteurs n'est alors plus suffisant pour assurer, en toutes circonstances, une stabilité directionnelle satisfaisante du véhicule. Il existe donc un besoin pour un procédé permettant d'assurer la stabilité directionnelle, lors d'une phase de lever de pied , d'un véhicule à quatre roues 2905333 2 motrices équipé d'une machine électrique apte à exercer un couple sur les roues arrière et d'un moteur à combustion interne apte à exercer un couple sur les roues avant. La présente invention a notamment pour but de répondre à ce besoin.
5 On atteint ce but de l'invention avec un procédé de répartition d'un couple de consigne Ctat à répartir sur les roues d'un véhicule automobile entre : un couple Cav exercé sur les roues avant au moyen d'un moteur à combustion interne, ù un couple Cfav_g exercé sur la roue avant gauche au moyen d'un frein 10 gauche, un couple Cfav d exercé sur la roue avant droite au moyen d'un frein droit, et ù un couple Car exercé sur les roues arrière au moyen d'une machine électrique apte à fonctionner en générateur ou en moteur, 15 caractérisé en ce que si une instabilité directionnelle est détectée pendant une phase de lever de pied et qu'elle a débuté pendant ladite phase de lever de pied , on applique les couples suivants pendant une période de transition d'une durée At : ^ Car=Cav=0, 20 ^ Cfav_g = max( Ctat/2, CfESPavg) , ^ Cfav_d = max( Ctat/2, CfESP av d), où CfESP_av_g et CfESP_av_d sont le couple de freinage commandé par un programme électronique de contrôle de trajectoire (ESP) à la roue avant gauche et à la roue avant droite respectivement, CfESP_av_g et CfESP_av_d étant nuls en l'absence 25 d'un programme électronique de contrôle de trajectoire (ESP), et Ctat est de préférence reçu par un calculateur programmé pour exécuter un procédé selon l'invention. L'application d'un couple de freinage aux roues avant évite une situation de survirage et permet au véhicule d'avoir au contraire un comportement sous-vireur et 30 même, avantageusement, un comportement neutre. Ceci confère au véhicule une meilleure stabilité directionnelle. De préférence, le procédé selon l'invention comporte une, et de préférence encore plusieurs, des caractéristiques optionnelles suivantes : 2905333 3 - la durée de la période de transition At est suffisante pour permettre le démarrage du moteur à combustion interne, - on commande la remise en marche du moteur à combustion au début de la période de transition At et/ou on agit sur les freins, 5 - on commande l'arrêt immédiat de la récupération d'énergie par la machine électrique au début de la période de transition At, - après ladite période de transition d'une durée At, on applique les couples suivants : ^ Cav + Cfav_9 + Cfav_d = 0,7 Ctot , 10 ^ Car + Cfar = 0,3 Ctot avec Cfar le couple exercé sur les roues arrières au moyen de freins arrières. De préférence, on commande d'embrayer le moteur à combustion interne, - si une instabilité directionnelle du véhicule est détectée pendant une phase 15 de lever de pied et qu'elle a débuté avant ladite phase de lever de pied , on applique une répartition du couple de consigne Ctot de manière que la traînée des roues avant soit supérieure à celle des roues arrière, de préférence, on applique alors une répartition du couple de consigne Ctot de la manière suivante : ^ Cav + Cfav_g + Cfav_d = 0,7 Ctot , 20 ^ Car + Cfar = 0,3 Ctot et de préférence, on commande d'embrayer le moteur à combustion interne, - si aucune instabilité directionnelle du véhicule n'est détectée pendant une phase de lever de pied , on applique une répartition du couple de consigne Ctot de 25 la manière suivante : ^ Cav=0, ^ Car = Ctot ; on commande de débrayer, et de préférence d'éteindre, le moteur à combustion interne et de faire fonctionner la machine électrique en mode 30 générateur. La présente invention se rapporte également à un calculateur embarqué dans un véhicule automobile comportant un moteur à combustion interne pour fournir à la paire de roues avant un couple Cav et une machine électrique pour fournir à la 2905333 4 paire de roues arrière un couple Car, remarquable en ce qu'il est programmé pour exécuter un procédé selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description détaillée d'un mode de réalisation, faite à titre non 5 limitatif et à l'examen des figures du dessin annexé dans lequel : - la figure 1 illustre les différents signaux qu'un calculateur selon l'invention reçoit et transmet, - la figure 2 est un logigramme illustrant la répartition des couples suivant un procédé selon l'invention, en fonction des différentes situations 10 possibles. Dans ce mode de réalisation le véhicule est un véhicule hybride équipé d'un moteur à combustion interne comme source de puissance pour les roues avant, et d'une machine électrique pour les roues arrière. Ledit véhicule est aussi équipé d'un programme électronique de contrôle de trajectoire (ESP).
15 Pour un véhicule ayant cette architecture, une récupération d'énergie peut se faire par la machine électrique sur les roues arrière. Ladite machine fonctionne alors en mode générateur fournissant un couple de ralentissement aux roues arrière. On entend par phase de lever de pied , la période pendant laquelle le conducteur du véhicule automobile n'actionne ni les freins ni l'accélérateur dudit 20 véhicule automobile. Il s'agit de préférence d'une phase de décélération des moteurs du véhicule pendant laquelle le conducteur dudit véhicule n'actionne pas les freins dudit véhicule, mais n'inclus pas une phase de changement de vitesse. L'invention concerne un calculateur embarqué dans un véhicule automobile hybride à quatre roues motrices. Le calculateur selon l'invention est programmé pour 25 exécuter un procédé selon l'invention. II reçoit plusieurs signaux qu'il interprète suivant le procédé selon l'invention. Comme le montre la figure 1, un calculateur selon l'invention reçoit en permanence : - un signal de phase indiquant le début et la fin d'une phase de lever de pied , 30 - un couple de consigne Cam indiquant le couple négatif total à appliquer aux roues, en cas de phase de lever de pied, pour obtenir une décélération déterminée, 2905333 5 - un signal ESP provenant du programme électronique de contrôle de trajectoire, et - un signal de stabilité indiquant l'état de stabilité du véhicule.
5 Ledit calculateur exécute un procédé selon l'invention et réparti les couples suivants : ^ Cav, ^ Car, ^ Cfav_g, 10 • Cfav d, et ^ Cfar. Le véhicule automobile peut être équipé d'un système de détection connu en soi analysant l'état de stabilité directionnelle dudit véhicule et apte à le communiquer à un calculateur selon l'invention. Ledit système de détection peut ainsi fournit un 15 signal de stabilité sous forme d'un signal booléen. Ce signal est transmis en permanence au calculateur et est de préférence mémorisé par ledit calculateur. A partir de la combinaison des signaux reçus, et pendant une phase de lever de pied , le calculateur selon l'invention exécute le procédé selon l'invention qui permet, comme décrit plus en détails dans la suite de la description, d'assurer la 20 stabilité directionnelle du véhicule hybride à quatre roues motrice pendant ladite phase de lever de pied . A l'étape 1, si le signal de phase indique que le véhicule n'est pas dans une phase de lever de pied , le couple de consigne Ctot est réparti entre les roues avant et arrière de manière connu. Le calculateur continue à analyser les signaux qu'il reçoit 25 et en particulier à vérifier que le véhicule n'entre pas dans une phase de lever de pied . Si au contraire le signal de phase indique que le véhicule est en phase de lever de pied , on passe à l'étape 2. A l'étape 2, le calculateur qui reçoit un signal de stabilité du véhicule, analyse 30 ce signal pour détecter une éventuelle instabilité. Si aucune instabilité directionnelle n'est détectée, la répartition du couple Ctot est la suivante : 2905333 6 Cav = 0 et Car = Ctot. Le moteur à combustion interne est alors débrayé, et de préférence arrêté, la machine électrique fonctionne en mode générateur et récupère de l'énergie des roues arrière. Cette situation est la plus favorable en terme énergétique, mais présente un 5 risque d'instabilité directionnelle pour le véhicule en cas de faible adhérence des roues dudit véhicule. Le calculateur continue à analyser les signaux qu'il reçoit et en particulier à vérifier si le véhicule est toujours en phase de lever de pied ainsi que la stabilité du véhicule. Si au contraire, la combinaison du signal de phase et de celui de stabilité 10 indique que, le véhicule étant en phase de lever de pied , il y a une instabilité directionnelle, et on passe à l'étape 3. A l'étape 3, le calculateur qui reçoit un signal de stabilité indiquant une instabilité du véhicule pendant une phase de lever de pied analyse ce signal de manière à déterminer si le début de l'instabilité est antérieur ou non à ladite phase de 15 lever de pied . Si le début de l'instabilité est antérieur à ladite phase de lever de pied , le procédé selon l'invention prévoit la répartition de Ctot à appliquer pendant l'ensemble de ladite phase de lever de pied de manière à ce que la traînée du train avant soit supérieure à celle du train arrière.
20 Préférentiellement la répartition est la suivante : Cav + Cfav_g + Cfav_d = 0,7 Ctot et Car + Cfar 0,3 Ctot. Le procédé prévoit que le calculateur applique cette répartition pendant toute la durée de ladite phase de lever de pied . Pour cela le calculateur continue à vérifier si le véhicule est toujours en phase de lever de pied .
25 Si le véhicule est en phase de lever de pied , le procédé prévoit de conserver ladite répartition du couple de consigne Ctot. Si le véhicule n'est plus en phase de lever de pied , le procédé prévoit une répartition du couple de consigne Ctot entre les roues avant et arrière de manière connue.
30 Si lors du test d'antériorité de l'instabilité, étape 3, il s'avère que ladite instabilité est apparue pendant ladite phase de lever de pied , alors le procédé selon l'invention prévoit une répartition du couple Ctot de manière que la traînée du train avant soit supérieure à celle du train arrière. Dans cette situation, le procédé selon l'invention prévoit une période de transition d'une durée At permettant la transition de la répartition du couple Ctot de la 2905333 7 situation : Cav = 0 et Car = Ctot à la situation préférée : Cav + Cfav_g + Cfav_d = 0,7 Ctot et Car + Cfar 0,3 Ctot• Pendant cette période At, le procédé selon l'invention commande l'arrêt immédiat de la récupération d'énergie au niveau de la machine électrique. La 5 répartition du couple Ctot, est dès cet instant la suivante : Car = Cav = O ; Cfav_g = max( Ctot/2, CfEsp_av_g) Cfavd = max( Ctot/2, CfESP av d)• où CfEsp_av_g et CfEsp_av_d sont le couple de freinage commandé aux freins par 10 un programme électronique de contrôle de trajectoire (ESP) à la roue avant gauche et à la roue avant droite respectivement. Cette répartition des couples permet au véhicule d'éviter une situation toujours critique de survirage. L'application de couples de freinage sur les roues avant induit un comportement sous-vireur au véhicule, de préférence un comportement neutre, beaucoup plus favorable à la stabilité 15 directionnelle du véhicule. La durée de la période At est paramétrable, de préférence elle est suffisante pour permettre la mise en marche du moteur à combustion interne. Selon le procédé de l'invention, la mise en marche du moteur est commandée pendant cette période At, si le moteur ne redémarre pas on assurera la 20 répartition du couple Ctot avec les freins. Une fois le moteur à combustion interne remis en marche, le procédé selon l'invention répartit le couple Ctot, de manière que la traînée du train avant soit supérieure à celle du train arrière, de préférence pour que Cav + Cfav_g + Cfav_d = 0,7 Ctot et Car + Cfar 0,3 Ctot• 25 Le procédé prévoit que le calculateur applique cette répartition pendant toute la durée de ladite phase de lever de pied . Pour cela le calculateur continue à vérifier si le véhicule est toujours en phase de lever de pied . Si le véhicule est en phase de lever de pied , le procédé prévoit de conserver ladite répartition du couple de consigne Ctot.
30 Si le véhicule n'est plus en phase de lever de pied , le procédé prévoit une répartition du couple de consigne Ctot entre les roues avant et arrière de manière connue. En dehors de la période de lever de pied d'autres procédés de contrôle de la stabilité directionnelle sont activés.
2905333 8 Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, fourni à titre d'exemple illustratif et non limitatif. En particulier, le moteur à combustion interne peut ne pas redémarrer pendant la période de transition At, la répartition du couple de consigne Ctot est alors 5 assurée par les freins.

Claims (10)

REVENDICATIONS
1. Procédé de répartition d'un couple de consigne Ctot à répartir sur les roues d'un véhicule automobile entre : un couple Caä exercé sur les roues avant au moyen d'un moteur à combustion interne, un couple Cfaä_g exercé sur la roue avant gauche au moyen d'un frein gauche, un couple Cfaä d exercé sur la roue avant droite au moyen d'un frein droit, et un couple Car exercé sur les roues arrière au moyen d'une machine électrique apte à fonctionner en générateur ou en moteur, caractérisé en ce que si une instabilité directionnelle est détectée pendant une phase de lever de pied et qu'elle a débuté pendant ladite phase de lever de pied , on applique les couples suivants pendant une période de transition d'une durée At : ^ Car=Cav-0, • Cfav_g = max( Ctot/2, CfEsp_av_g) , ^ Cfav d = max( Ctot/2, CfESP av d) , où CfEsp_av_g et CfESP_av_d sont le couple de freinage commandé par un programme électronique de contrôle de trajectoire (ESP) à la roue avant gauche et à la roue avant droite respectivement, CfESP_av_g et CfESP_av_d étant nuls en l'absence d'un programme électronique de contrôle de trajectoire (ESP).
2. Procédé selon la revendication 1, pour lequel la durée de la période de transition At est suffisante pour permettre le démarrage du moteur à combustion interne.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, suivant lequel on 30 commande la remise en marche du moteur à combustion au début de la période de transition At et/ou on agit sur les freins.
4. Procédé selon la revendication 3, suivant lequel on agit sur les freins pendant la phase de lever de pied si le moteur à combustion interne ne redémarre pas 35 pendant la période de transition At. 25 2905333 10
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, suivant lequel on commande l'arrêt immédiat de la récupération d'énergie au niveau de la machine électrique au début de la période de transition At. 5
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, suivant lequel si une instabilité directionnelle est détectée pendant une phase de lever de pied et qu'elle a débuté pendant ladite phase de lever de pied , on applique les couples suivants après une période de transition d'une durée At : ^ Cav + Cfav_g + Cfav_d = 0,7 Ctot , 10 ^ Car + Cfar = 0,3 Ctot, avec Cfar le couple exercé sur les roues arrières au moyen de freins arrières.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, suivant lequel si une instabilité directionnelle du véhicule est détectée pendant une phase de 15 lever de pied et qu'elle a débuté avant ladite phase de lever de pied , on applique une répartition du couple de consigne Ctot de manière que la traînée des roues avant soit supérieure à celle des roues arrière.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, suivant lequel si 20 une instabilité directionnelle du véhicule est détectée pendant une phase de lever de pied et qu'elle a débuté avant ladite phase de lever de pied , on applique une répartition du couple de consigne Ctot de la manière suivante : ^ Cav + Cfav_g + Cfav_d = 0,7 Ctot ^ Car + Cfar = 0,3 Ctot , avec Cfar le couple exercé sur les roues arrières au moyen de freins arrières.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, suivant lequel si aucune instabilité directionnelle du véhicule n'est détectée avant et pendant toute la phase de lever de pied , on applique une répartition du couple de consigne Ctot de la manière suivante : • Cav = 0, • Car = Ctot , et ^ on commande de débrayer le moteur à combustion interne et de faire fonctionner la machine électrique en mode générateur. 2905333 11
10. Calculateur embarqué dans un véhicule automobile comportant un moteur à combustion interne pour fournir à la paire de roues avant un couple Cav et une machine électrique pour fournir à la paire de roues arrière un couple Car, caractérisé en ce qu'il est programmé pour exécuter un procédé selon l'une 5 quelconque des revendications précédentes.
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