FR2936763A1

FR2936763A1 - Dispositif de commande du comportement d'un vehicule.

Info

Publication number: FR2936763A1
Application number: FR0953916A
Authority: FR
Inventors: Kenji Nakajima; Masato Mori; Kenichi Akita
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-10-07
Filing date: 2009-06-12
Publication date: 2010-04-09
Anticipated expiration: 2029-06-12
Also published as: JP4906825B2; US8818674B2; JP2010093917A; FR2936763B1; US20100087974A1

Abstract

On propose un dispositif de commande du comportement d'un véhicule capable de stabiliser un comportement du véhicule avec une réponse élevée lorsqu'un état du véhicule est jugé instable. Le dispositif de commande du comportement du véhicule comprend : une unité de détection d'état de marche (7) pour détecter un état de marche du véhicule ; une unité de jugement d'état instable (6) pour juger instable l'état du véhicule à partir de l'état de marche ; un moteur générateur (3) relié à un moteur primaire (1) du véhicule, le moteur générateur fonctionnant comme un générateur d'énergie pour utiliser une puissance du moteur primaire pour générer de l'énergie et comme un moteur électrique pour assister la puissance du moteur primaire ; et une unité de commande (5) pour commander un fonctionnement du moteur générateur à partir de la vitesse de rotation du moteur générateur, l'unité de commande commandant le fonctionnement du moteur générateur pour générer un couple de freinage lorsque l'état est jugé instable.

Description

DISPOSITIF DE COMMANDE DU COMPORTEMENT D'UN VEHICULE

CONTEXTE DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de commande du comportement d'un véhicule pour commander un comportement en fonction d'un état de marche d'un véhicule. 2. Description de l'art connexe En tant que dispositif de commande du comportement d'un véhicule classique, on connaît un dispositif de commande du comportement d'un véhicule permettant de juger instable un état d'un véhicule à partir d'un couple de réaction de surface de route effectif généré pour un pneu du véhicule et d'un couple de réaction de surface de route de référence, et lorsque l'état est jugé instable, une réduction d'une force motrice du véhicule pour ralentir le véhicule. A titre de moyen de réduction de la force motrice du véhicule, sont proposés des moyens de réduction de la puissance du moteur thermique, des moyens de commutation d'un rapport de vitesse de transmission ou d'une transmission, et des moyens de réduction de la puissance d'un moteur (voir par exemple le document JP 2008-081006 A). Toutefois, l'art antérieur présente le problème suivant. Dans le dispositif de commande du comportement d'un véhicule classique, la force d'entraînement du véhicule est réduite lorsque l'état du véhicule est jugé instable. Toutefois, en particulier, un moteur thermique et la transmission présentent une réponse médiocre. Par conséquent, survient un problème selon lequel une longue période est nécessaire pour faire ralentir le véhicule en commandant le moteur thermique ou la transmission pour réduire la force motrice du véhicule après l'état du véhicule a été jugé instable.

RESUME DE L'INVENTION La présente invention a été élaborée pour résoudre le problème tel que décrit ci-dessus et son objet consiste à proposer un dispositif de commande du comportement d'un véhicule capable de stabiliser le comportement d'un véhicule avec une réponse meilleure lorsqu'un état du véhicule est jugé instable.

Un dispositif de commande du comportement d'un véhicule selon la présente invention comprend : un moyen de détection d'état de marche pour détecter un état de marche d'un véhicule ; un moyen de jugement d'état instable pour juger instable un état du véhicule à partir de l'état de marche ; un moteur générateur relié à un moteur primaire du véhicule, le moteur générateur fonctionnant comme un générateur d'énergie pour utiliser une puissance du moteur primaire afin de générer de l'énergie et comme un moteur électrique pour assister la puissance du moteur primaire ; et un moyen de commande pour commander un fonctionnement du moteur générateur à partir de la vitesse de rotation du moteur générateur, les moyens de commande commandant le fonctionnement du moteur générateur de manière à générer un couple de freinage lorsque l'état est jugé instable.

Selon le dispositif de commande du comportement d'un véhicule de la présente invention, le moyen de commande commande le fonctionnement du moteur générateur relié au moteur primaire du véhicule pour générer le couple de freinage lorsque le moyen de jugement d'état instable juge instable l'état du véhicule. Par suite, le couple de freinage agit directement sur le moteur primaire pour ralentir le véhicule.

Ainsi, le dispositif de commande du comportement d'un véhicule capable de stabiliser le comportement d'un véhicule avec une réponse meilleure, lorsque l'état du véhicule est jugé instable, peut être obtenu.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Dans les dessins annexés . la figure 1 est un schéma de configuration illustrant l'ensemble d'un système comprenant un dispositif de commande du comportement d'un véhicule selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; la figure 2 est un schéma de configuration illustrant un moteur générateur selon le premier mode de réalisation de la présente invention ainsi qu'une batterie et un moyen de commande ; la figure 3 est un schéma de principe de configuration illustrant le moyen de commande selon le premier mode de réalisation de la présente invention ; et la figure 4 est un organigramme illustrant un fonctionnement du dispositif de commande du comportement d'un véhicule selon le premier mode de réalisation de la présente invention.

DESCRIPTION DETAILLEE DU MODE DE REALISATION PREFERE On décrit ci-après un mode de réalisation de la présente invention en référence aux dessins annexés. Sur chacun des dessins, une partie identique ou équivalente est désignée par la même référence numérique pour la description.

On prend comme exemple le cas dans lequel un moteur primaire est un moteur thermique pour la description du mode de réalisation qui suit, mais le moteur primaire ne s'y limite pas. Le moteur primaire peut être un moteur électrique ou similaire.

Premier mode de réalisation La figure 1 est un schéma de configuration illustrant l'ensemble du système comprenant un dispositif de commande du comportement d'un véhicule selon un premier mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 1, un moteur générateur 3 fonctionnant à la fois comme un moteur électrique et un générateur d'énergie est relié à un moteur thermique 1 par une courroie 2 servant de moyen de transmission de puissance pour transmettre la puissance du moteur thermique 1. Une batterie 4 est reliée au moteur générateur 3. Après la conversion alternatif continu AC-CC imposée à l'énergie électrique qui est générée par le moteur générateur 3 grâce à l'entraînement du moteur thermique 1, la batterie 4 est chargée avec le courant continu CC obtenu. De plus, un moyen de commande 5 pour sortir un signal d'entraînement afin de commander un fonctionnement du moteur générateur 3 est également relié au moteur générateur 3. Un moyen de jugement d'état instable 6 est relié au moyen de commande 5. Un moyen de détection d'état de marche 7 est relié au moyen de jugement d'état instable 6. Le moyen de jugement d'état instable 6 et le moyen de détection d'état de marche 7 correspondent à des fonctions d'une autre unité de commande de moteur (ECU) montée dans le véhicule, et communiquent avec le moyen de commande 5 par l'utilisation d'une communication embarquée telle qu'un réseau CAN (control area network). Une valeur d'ordre de couple correspondant à une valeur d'ordre de couple de freinage est entrée en provenance, par exemple, d'un dispositif de commande de niveau supérieur par le biais de la communication embarquée telle que le réseau CAN. Le cas dans lequel la valeur d'ordre de couple est entrée par le réseau CAN est décrit dans le premier mode de réalisation, mais le moyen de communication ne s'y limite pas.

D'autres moyens de communication connus peuvent être utilisés. Le moyen de détection d'état de marche 7 détecte un état de marche du véhicule. Spécifiquement, le moyen de détection d'état de marche 7 est un capteur ou similaire, qui détecte un couple de réaction de surface de route généré pour un pneu du véhicule, une force d'adhérence du pneu, ou l'amplitude du mouvement de lacet et une accélération latérale. Un procédé de détection de l'état de marche du véhicule est décrit dans le document JP 2008-081006 A cité plus haut et similaires, et par conséquent sa description est omise ici. Le moyen de jugement d'état instable 6 juge instable un état du véhicule à partir de l'état de marche détecté par le moyen de détection d'état de marche 7. Spécifiquement, le moyen de jugement d'état instable 6 juge si oui ou non le véhicule se trouve dans un état instable tel qu'un état de sous-virage ou un état de survirage à partir du couple de réaction de surface de route, de la force d'adhérence du pneu et de l'amplitude du mouvement de lacet et de l'accélération latérale, qui sont détectés par le capteur ou similaire. Le moyen de jugement d'état instable 6 produit alors un signal de jugement. Un procédé de jugement d'état instable du véhicule est décrit dans le document JP 2008-081006 A cité ci-dessus et similaire et par conséquent, sa description est omise ici. Le procédé de jugement d'état instable du véhicule ne se limite pas à celui qui est décrit plus haut et d'autres procédés de jugement connus peuvent être utilisés. En temps normal, le moyen de commande 5 génère un signal d'entraînement à partir de la vitesse de rotation du moteur générateur 3 ou similaire pour commander le fonctionnement du moteur générateur 3.

Lorsque le signal de jugement indiquant que l'état du véhicule se trouve dans l'état instable, est entré à partir du moyen de jugement d'état instable 6, le moyen de commande 5 génère le signal d'entraînement pour amener le moteur générateur 3 à générer le couple de freinage à partir de la valeur d'ordre de couple entrée à partir du dispositif de commande de niveau supérieur, commandant ainsi le fonctionnement du moteur générateur 3. Le dispositif de commande de niveau supérieur calcule la valeur d'ordre de couple à partir d'une vitesse de véhicule du véhicule, par exemple, ou similaire. La figure 2 est un schéma de configuration illustrant le moteur générateur 3 selon le premier mode de réalisation de la présente invention, ainsi que la batterie 4 et le moyen de commande 5.

Sur la figure 2, le moteur générateur 3 comprend une section de moteur électrique 30 et une section de conversion d'énergie 40 qui sont reliées l'une à l'autre. La batterie 4 et le moyen de commande 5 sont reliés à la section de conversion d'énergie 40.

Une configuration comprenant le moyen de commande 5 pour commander le fonctionnement du moteur générateur 3 et la section de moteur électrique 30 et la section de conversion d'énergie 40, qui sont formées de façon intégrée, peut être traitée en tant que moteur générateur. En outre, le moteur générateur peut comprendre la section de moteur électrique 30 et la section de conversion d'énergie 40, qui sont physiquement distinctes l'une de l'autre. La section de moteur électrique 30 comprend un enroulement d'induit triphasé (phase U, phase V et phase W) 31 et un enroulement d'excitation 32 qui est prévu pour s'opposer à l'enroulement d'induit 31. En d'autres termes, le moteur générateur 3 est un moteur générateur de type à enroulement d'excitation triphasé. Le nombre de phases de l'enroulement d'induit 31 n'est pas limité à trois et un autre nombre de phases peut être utilisé. La section de conversion d'énergie 40 comprend un élément de commutation d'excitation 41, une diode de roue libre 42, des éléments de commutation de bras supérieurs triphasés 43 et des éléments de commutation de bras inférieurs triphasés 44. L'élément de commutation d'excitation 41 et la diode de roue libre 42 effectuent une commande de modulation d'impulsion en durée sur un courant d'excitation circulant dans l'enroulement d'excitation 32. triphasés supérieur supérieur de supérieur transistor parasite). de phase W de la section de moteur électrique 30 et une borne P correspondant à une entrée positive d'énergie de la batterie 4 sont connectées les unes aux autres par les éléments de commutation de bras supérieurs triphasés 43. Les éléments de commutation de bras inférieurs triphasés 44 comprennent un élément de commutation inférieur de phase U 44a, un élément de commutation Les éléments de commutation de bras supérieurs élément de commutation commutation commutation formé d'un (comprenant un composant de phase U, de phase V et 43 comprennent un de phase U 43a, un élément de phase V 43b et un élément de de phase W 43c, chacun étant et d'une diode Chacune des bornes inférieur de phase V 44b et un élément de commutation inférieur de phase W 44c, chacun étant formé d'un transistor et d'une diode (comprenant un composant parasite). Chacune des bornes de phase U, de phase V et de phase W de la section de moteur électrique 30 et une borne N correspondant à une entrée de terre de la batterie 4 sont connectées les unes aux autres par le biais des éléments de commutation de bras inférieurs triphasés 44.

Lorsque le moteur générateur 3 fonctionne en tant que moteur électrique, la section de conversion d'énergie 40 convertit le courant continu provenant de la batterie 4 en courant alternatif par une opération FERME/OUVERT de chacun des éléments de commutation (élément de commutation d'excitation 41, éléments de commutation de bras supérieurs triphasés 43 et éléments de commutation de bras inférieurs triphasés 44), entraînant ainsi la section de moteur électrique 30. D'autre part, lorsque le moteur générateur 3 fonctionne en tant que générateur d'énergie, la section de conversion d'énergie 40 redresse le courant alternatif généré par la section de moteur électrique 30 en courant continu pour charger la batterie 4 avec le courant continu obtenu.

Dans cette opération, l'opération FERME/OUVERT de chacun des éléments de commutation (élément de commutation d'excitation 41, éléments de commutation de bras supérieurs triphasés 43 et éléments de commutation de bras inférieurs triphasés 44) est commandée par le signal d'entraînement provenant du moyen de commande 5.

La figure 3 est un schéma de principe de configuration illustrant le moyen de commande 5 selon le premier mode de réalisation de la présente invention.

Sur la figure 3, le moyen de commande 5 comprend un moyen de commutation de mode de commande 51, un moyen de calcul d'ordre de courant d'excitation 52, un moyen de détection de courant d'excitation 53, un moyen de commande de courant d'excitation 54 et un circuit d'attaque de grille 55. Le moyen de commande 5 comporte diverses fonctions en tant que moyen de commande autres que celles illustrées sur la figure 3, mais seules les parties en rapport avec la présente invention sont illustrées sur la figure 3. On décrit à présent la fonction de chacune des parties du moyen de commande 5. En temps normal, le moyen de commutation de mode de commande 51 commute un mode de commande du moteur générateur 3 à partir de la vitesse de rotation du moteur générateur 3 et un signal de commutation de mode de commande (non représenté), ou la communication avec le dispositif de commande de niveau supérieur. Le mode de commande comprend un mode de commande d'entraînement, un mode de commande de génération d'énergie, un mode de commande de freinage court et un mode d'attente. Lorsque le signal de jugement indiquant que le véhicule se trouve dans l'état instable, est entré à partir du moyen de jugement d'état instable 6, le moyen de commutation de mode de commande 51 effectue une commutation du mode de commande actuel au mode de commande de génération d'énergie. Cette commutation permet d'assurer une génération d'énergie avec redressement par diode ou avec redressement synchrone pour générer un couple de génération d'énergie, appliquant ainsi le couple de freinage au moteur 1. Le moyen de calcul d'ordre de courant d'excitation 52 calcule une valeur d'ordre (valeur d'ordre de courant d'excitation) du courant d'excitation pour alimenter l'enroulement d'excitation 32 lorsque le mode de commande est commuté au mode de commande de génération d'énergie par le moyen de commutation de mode de commande 51. Spécifiquement, le moyen de calcul d'ordre de courant d'excitation 52 calcule le courant d'excitation à utiliser pour l'alimentation à partir d'une carte stockée au préalable dans le moyen de calcul d'ordre de courant d'excitation 52 à partir de la valeur d'ordre de couple du dispositif de commande de niveau supérieur, de la vitesse de rotation du moteur générateur 3 et d'une tension entre la borne P et la borne N de la batterie 4. Le moyen de calcul d'ordre de courant d'excitation 52 produit alors le courant d'excitation calculé en tant que valeur d'ordre de courant d'excitation.

La carte montre la relation entre le couple généré obtenu à l'avance de manière expérimentale ou similaire, la vitesse de rotation du moteur générateur 3, la tension entre la borne P et la borne N de la batterie 4, et le courant d'excitation.

Le moyen de détection de courant d'excitation 53 détecte le courant d'excitation circulant à travers l'enroulement d'excitation 32. Le moyen de commande de courant d'excitation 54 effectue une commande de retour d'information pour amener le courant d'excitation détecté par le moyen de détection de courant d'excitation 53 à suivre la valeur d'ordre de courant d'excitation produite par le moyen de calcul d'ordre de courant d'excitation 52, calcule une durée de MARCHE de la modulation d'impulsion en durée et fournit la durée de MARCHE obtenue au niveau du circuit d'attaque de grille 55. Le circuit d'attaque de grille 55 génère un signal d'entraînement à partir de la durée de MARCHE de la modulation d'impulsion en durée, qui est produite par le moyen de commande de courant d'excitation 54, pour effectuer une commande d'ouverture/fermeture pour chacun des éléments de commutation (élément de commutation d'excitation 41, éléments de commutation de bras supérieurs triphasés 43 et éléments de commutation de bras inférieurs triphasés 44) de la section de conversion d'énergie 40. Ainsi, le courant d'excitation peut circuler dans l'enroulement d'excitation 32 pour obtenir le couple de freinage souhaité correspondant à la valeur d'ordre de couple. Lorsque la vitesse de rotation du moteur générateur 3 est faible pour empêcher qu'une quantité suffisante d'énergie générée soit sauvegardée comme dans le cas d'une tension induite basse générée du côté alternatif triphasé ou d'une tension élevée entre la borne P et la borne N de la batterie 4, les éléments de commutation de bras inférieurs triphasés 44 sont fermés pour court-circuiter l'enroulement d'induit 31 (en mode de commande de freinage court). Ainsi, le couple de freinage peut être généré.

De même dans ce cas, en fixant la valeur d'ordre de courant d'excitation à partir de la valeur d'ordre de couple provenant du dispositif de commande de niveau supérieur, de la vitesse de rotation du moteur générateur 3 et de la tension entre la borne P et la borne N de la batterie 4, le couple de freinage souhaité peut être obtenu. Ensuite, en référence à l'organigramme de la figure 4, un fonctionnement du dispositif de commande du comportement d'un véhicule selon le premier mode de réalisation de la présente invention est décrit. Tout d'abord, le moyen de jugement d'état instable 6 juge si oui ou non le véhicule se trouve dans l'état instable tel que l'état de sous-virage ou l'état de survirage à partir de l'état de marche détecté par le moyen de détection d'état de marche 7 (étape S101). Lorsqu'il est jugé à l'étape 5101 que le véhicule se trouve dans l'état instable (spécifiquement, Oui), le moyen de commutation de mode de commande 51 effectue une commutation du mode de commande actuel au mode de commande de génération d'énergie (étape S102). Le moyen de calcul d'ordre de courant d'excitation 52 calcule ensuite la valeur d'ordre de courant d'excitation à partir de la valeur d'ordre de couple provenant du dispositif de commande de niveau supérieur, de la vitesse de rotation du moteur générateur 3 et de la tension entre la borne P et la borne N de la batterie 4 (étape S103). Ensuite, le moyen de commande de courant d'excitation 54 effectue la commande de retour d'information pour amener le courant d'excitation détecté par le moyen de détection de courant d'excitation 53 à suivre la valeur d'ordre de courant d'excitation provenant du moyen de calcul d'ordre de courant d'excitation 52 et calcule la durée de MARCHE de la modulation d'impulsion en durée (étape S104). Le circuit d'attaque de grille 55 génère ensuite le signal d'entraînement à partir de la durée de MARCHE de la modulation d'impulsion en durée provenant du moyen de commande de courant d'excitation 54 pour actionner la commande FERME/OUVERT de chacun des éléments de commutation (élément de commutation d'excitation 41, éléments de commutation de bras supérieurs triphasés 43 et éléments de commutation de bras inférieurs triphasés 44) de la section de conversion d'énergie 40 (étape S105). Le traitement illustré sur la figure 4 prend alors fin. D'autre part, lorsqu'il est jugé à l'étape S101 que le véhicule ne se trouve pas dans l'état instable (spécifiquement, Non), le mode de commande actuel est maintenu (étape S106). Le traitement illustré sur la figure 4 prend alors fin. Tel que décrit ci-dessus, la valeur d'ordre de courant d'excitation est calculée à partir de la valeur d'ordre de couple pour effectuer la commande de retour d'information sur le courant d'excitation. Par suite, le couple de freinage souhaité peut être obtenu.

Selon le dispositif de commande du comportement d'un véhicule du premier mode de réalisation de la présente invention, lorsque l'état du véhicule est jugé instable par le moyen de jugement d'état instable, le moyen de commande effectue une commutation du mode de commande au mode de commande de génération d'énergie ou au mode de commande de freinage court pour amener le moteur générateur à générer le couple de freinage, puis applique le couple de freinage généré au moteur. Par suite, le couple de freinage agit directement sur le moteur pour ralentir le véhicule. Par conséquent, lorsque l'état du véhicule est jugé instable, le comportement du véhicule peut être stabilisé avec une réponse meilleure qu'auparavant.

De plus, la commande de génération d'énergie du moteur générateur permet de récupérer l'énergie électrique générée au moment du freinage. De plus, la commande de freinage court du moteur générateur permet au moteur générateur de générer le couple de freinage même lorsque la commande de génération d'énergie ne peut pas être assurée. En outre, en commandant le couple de freinage à partir de la valeur d'ordre de couple entrée depuis l'extérieur, c'est-à-dire par calcul de la valeur d'ordre de courant d'excitation à partir de la valeur d'ordre de couple pour effectuer une commande de retour d'information sur le courant d'excitation, le couple de freinage souhaité peut être obtenu. La commande de génération d'énergie a été décrite en tant que génération d'énergie avec redressement par diode ou avec redressement synchrone dans le premier mode de réalisation décrit ci-dessus, mais la commande de génération d'énergie ne s'y limite pas. Une génération d'énergie par onduleur pour augmenter la tension induite générée du côté alternatif triphasé par réglage par impulsion peut également être effectuée. D'autres procédés peuvent également être utilisés tant que le couple de freinage peut être obtenu par la commande de génération d'énergie. En outre, dans le premier mode de réalisation décrit ci-dessus, la valeur d'ordre de courant d'excitation est calculée par le calcul de carte à partir de la valeur d'ordre de couple provenant du dispositif de commande de niveau supérieur pour effectuer une commande de retour d'information sur le courant d'excitation, ce qui permet ainsi d'obtenir le couple de freinage souhaité. Toutefois, la commande de retour d'information peut également être appliquée au couple. La commande de retour d'information peut être effectuée pour amener le couple de freinage à suivre la valeur d'ordre de couple provenant du dispositif de commande de niveau supérieur.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de commande du comportement d'un véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend : un moyen de détection d'état de marche (7) pour détecter un état de marche d'un véhicule ; un moyen de jugement d'état instable (6) pour juger instable un état du véhicule à partir de l'état de marche ; un moteur générateur (3) relié à un moteur primaire (1) du véhicule, le moteur générateur (3) fonctionnant comme un générateur d'énergie pour utiliser une puissance du moteur primaire (1) afin de générer de l'énergie et comme un moteur électrique pour assister le moteur primaire (1) ; et un moyen de commande (5) pour commander un fonctionnement du moteur générateur (3) à partir de la vitesse de rotation du moteur générateur (3), dans lequel le moyen de commande (5) commande le fonctionnement du moteur générateur (3) de façon à générer un couple de freinage lorsque l'état est jugé instable.
2. Dispositif de commande du comportement d'un véhicule selon la revendication 1, dans lequel le moyen de jugement d'état instable (6) juge l'état instable lorsque le véhicule se trouve soit dans l'état de sous-virage, soit dans l'état de survirage.
3. Dispositif de commande du comportement d'un véhicule selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lemoyen de commande (5) commande la génération d'énergie du moteur générateur (3) pour générer le couple de freinage.
4. Dispositif de commande du comportement d'un véhicule selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le moyen de commande (5) court-circuite un enroulement d'induit du moteur générateur (3) pour générer le couple de freinage.
5. Dispositif de commande du comportement d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le moyen de commande (5) commande le couple de freinage à partir d'une valeur d'ordre de couple entrée depuis l'extérieur.