FR3071799A1 - Controle des couplages/decouplages d’une machine motrice non-thermique d’un vehicule en fonction d’un couple cible ou de consigne - Google Patents

Controle des couplages/decouplages d’une machine motrice non-thermique d’un vehicule en fonction d’un couple cible ou de consigne Download PDF

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Abstract

Un procédé contrôle le couplage/découplage d'une première machine motrice (MM1) non-thermique à un premier train (T1) d'un véhicule (V) comprenant également des moyens de stockage d'énergie (MS1) alimentant en énergie cette première machine motrice (MM1) et une seconde machine motrice (MM2) pouvant être couplée à un second train (T2). Ce procédé comprend une étape dans laquelle on demande un couplage de la première machine motrice (MM1) lorsqu'un couple cible ou une consigne de couple à fournir par le premier train (T1), fonction d'un couple global représentatif de la volonté du conducteur, soit devient supérieur(e) à un premier seuil de couple positif puis demeure supérieur(e) à un deuxième seuil de couple positif et inférieur au premier seuil de couple, soit devient inférieur(e) à un troisième seuil de couple négatif puis demeure inférieur(e) à un quatrième seuil de couple négatif et supérieur au troisième seuil de couple.

Description

CONTRÔLE DES COUPLAGES/DÉCOUPLAGES D’UNE MACHINE MOTRICE NON-THERMIQUE D’UN VÉHICULE EN FONCTION D’UN COUPLE CIBLE OU DE CONSIGNE
L’invention concerne les véhicules ayant une chaîne de transmission comportant au moins une première machine motrice non-thermique et une seconde machine motrice (thermique ou non-thermique) pouvant être couplées/découplées de façon pilotée à/de deux de leurs trains.
On entend ici par « machine motrice >> une machine agencée de manière à fournir ou récupérer du couple pour déplacer un véhicule, soit seule soit en complément d’au moins une autre machine motrice thermique ou nonthermique. Par conséquent, une machine motrice non-thermique pourra par exemple être une machine (ou un moteur) électrique, une machine hydraulique, une machine pneumatique (ou à air comprimé), ou un volant d’inertie. De son côté une machine motrice thermique pourra par exemple être un moteur thermique.
Certains véhicules, éventuellement de type automobile, comprennent une chaîne de transmission comportant une première machine motrice non2 0 thermique et propre à être couplée de façon pilotée à un premier train par des premiers moyens de couplage, des moyens de stockage d’énergie propres à alimenter en énergie cette première machine motrice, et une seconde machine motrice propre à être couplée de façon pilotée à un second train par des seconds moyens de couplage.
La gestion de cette chaîne de transmission est généralement assurée par un calculateur de supervision qui comprend, ou est couplé à, un dispositif de contrôle qui est chargé de lui proposer de coupler/découpler sa première machine motrice et/ou sa seconde machine motrice en fonction des besoins, et notamment de la situation de vie en cours. On notera que tout type de
0 couplage/découplage est ici concerné, et notamment celui par crabot ou par embrayage.
Lorsque la chaîne de transmission est hybride (et donc que sa seconde machine motrice est thermique) une proposition de couplage de la machine motrice non-thermique est généralement destinée à minimiser la consommation de carburant par la seconde machine motrice, par exemple grâce à une récupération d’énergie électrique dans une phase de freinage via la première machine motrice, et/ou à augmenter les performances du véhicule, par exemple par adjonction au couple qui est produit par la seconde machine motrice du couple que peut produire la première machine motrice lors d’une phase de roulage.
Une proposition de couplage/découplage de la première machine motrice est habituellement décidée en fonction de paramètres du véhicule, comme par exemple l’enfoncement de sa pédale d’accélérateur, l’enfoncement de sa pédale de frein, sa vitesse en cours, son accélération transversale en cours, son accélération longitudinale en cours, son inclinaison en cours, son poids en cours, la météorologie, l’altitude à laquelle il est situé, et une contrainte d’utilisation de sa première machine motrice et/ou de sa seconde machine motrice. A titre d’exemple, lorsque la chaîne de transmission est hybride et que le mode de fonctionnement de type tout électrique (ou ZEV (« Zéro Emission Véhicule »)) est privilégié à basse vitesse, le dispositif effectue une demande de couplage dès que la vitesse du véhicule devient inférieure à un seuil (par exemple égal à 50 km/h).
Une fois la proposition de couplage/découplage déterminée, elle est transmise au calculateur de supervision de la chaîne de transmission, afin qu’il décide de la suivre ou de la rejeter en fonction de ses propres contraintes, éventuellement temporaires.
Comme le sait l’homme de l’art, certaines de ces propositions de couplage/découplage peuvent conduire à un couplage permanent de la première machine motrice pendant une durée relativement longue, alors même que la vitesse du véhicule est stabilisée et donc que cette première machine motrice n’est pas utilisée. Ce type de situation de vie induit des pertes d’énergie par dissipation (typiquement plusieurs kilowatts à vitesse élevée) du fait du couple de perte de la première machine motrice, ce qui peut endommager cette dernière lorsqu’elle présente un régime maximal au-delà duquel un découplage est nécessaire.
Par ailleurs, avec les dispositifs de contrôle actuels on peut se retrouver dans une situation où il n’y a pas de demande de couplage de la première machine motrice alors même qu’il y a un besoin réel d’utiliser la première machine motrice. On peut également avoir une situation dans laquelle le couple global, qui est représentatif de la volonté du conducteur du véhicule, est positif et il faut récupérer de l’énergie sur le premier train pour recharger les moyens de stockage d’énergie, ce qui revient à imposer un couple cible négatif sur le premier train. Dans cette situation la consigne du second train est supérieure au couple global du fait que la consigne du premier train est négative. Or, si la première machine motrice est découplée du premier train, la récupération d’énergie est impossible et donc la recharge ne peut pas être effectuée.
L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation, et en particulier de prendre en compte toute les demandes de couple pour rendre i5 robuste le couplage de la première machine motrice lorsque l’on a besoin d’elle.
Elle propose notamment un procédé de contrôle destiné à contrôler le couplage/découplage d’une première machine motrice non-thermique, via des moyens de couplage, à un premier train d’un véhicule qui comprend
0 également des moyens de stockage d’énergie propres à alimenter en énergie au moins cette première machine motrice et une seconde machine motrice propre à être couplée à un second train.
Ce procédé de contrôle se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle on demande un couplage de la première machine motrice lorsqu’un couple cible à fournir par le premier train ou une consigne de couple à fournir par le premier train, fonction d’un couple global représentatif d’une volonté d’un conducteur du véhicule,
- soit devient supérieur(e) à un premier seuil de couple positif et choisi puis demeure supérieur(e) à un deuxième seuil de couple positif, choisi et
0 inférieur à ce premier seuil de couple,
- soit devient inférieur(e) à un troisième seuil de couple négatif et choisi puis demeure inférieur(e) à un quatrième seuil de couple négatif, choisi et supérieur à ce troisième seuil de couple.
On peut ainsi mettre en œuvre une nouvelle stratégie de contrôle du couplage au premier train en fonction de l’état du couple cible de ce dernier ou de la consigne de couple pour ce dernier, aussi bien pour la fourniture de couple que pour la récupération d’énergie, ce qui permet de réduire les pertes d’énergie tout en gardant un niveau de prestation optimal.
Le procédé de contrôle selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- dans son étape, on peut déterminer une consigne de couple pour le 10 second train en soustrayant le couple cible à fournir par le premier train du couple global. Puis, on peut déterminer une estimée du couple fourni au second train afin de déterminer la consigne de couple à fournir par le premier train en soustrayant cette estimée du couple fourni au second train du couple global ;
i5 - dans son étape, on peut effectuer la demande de couplage après une confirmation d’un franchissement du premier seuil de couple ou du troisième seuil de couple ;
> dans son étape, on peut effectuer la demande de couplage lorsque le couple cible à fournir par le premier train ou la consigne de couple à
0 fournir par le premier train soit devient supérieur(e) au premier seuil de couple pendant une durée au moins égale à un troisième seuil temporel choisi et/ou lorsqu’une valeur d’une intégrale sur le temps d’une valeur absolue d’un écart entre le premier seuil de couple et le couple cible à fournir par le premier train ou la consigne de couple à fournir par le premier train, lorsque le couple cible à fournir par le premier train ou la consigne de couple à fournir par le premier train est supérieur(e) au premier seuil de couple, devient supérieure à un premier seuil d’intégration, soit devient inférieure au troisième seuil de couple pendant une durée au moins égale à un quatrième seuil temporel choisi et/ou
0 lorsqu’une valeur d’une intégrale sur le temps d’une valeur absolue d’un écart entre le troisième seuil de couple et le couple cible à fournir par le premier train ou la consigne de couple à fournir par le premier train, lorsque le couple cible à fournir par le premier train ou la consigne de couple à fournir par le premier train est inférieur(e) au troisième seuil de couple, devient supérieure à un second seuil d’intégration ;
- dans son étape, on peut effectuer une demande de découplage après la demande de couplage après une confirmation d’un franchissement du deuxième seuil de couple ou du quatrième seuil de couple ;
> dans son étape, on peut effectuer la demande de découplage soit lorsque le couple cible à fournir par le premier train ou la consigne de couple à fournir par le premier train devient inférieur(e) au deuxième seuil de couple pendant une durée au moins égale à un cinquième seuil temporel choisi, soit lorsque le couple cible à fournir par le premier train ou la consigne de couple à fournir par le premier train devient supérieur(e) au quatrième seuil de couple pendant une durée au moins égale à un sixième seuil temporel choisi ;
- dans son étape, chaque seuil peut être choisi en fonction d’au moins un paramètre du véhicule, lui-même choisi parmi une vitesse en cours du véhicule, une pente en cours d’une portion de voie de circulation sur laquelle circule le véhicule, un poids en cours du véhicule, une accélération transversale en cours du véhicule, une accélération longitudinale en cours du véhicule, une information météorologique, une altitude à laquelle est situé le véhicule, et un mode de fonctionnement en cours du véhicule.
L’invention propose également un dispositif de contrôle destiné à équiper un véhicule comprenant une chaîne de transmission comportant une première machine motrice non-thermique et propre à être couplée à un premier train par des moyens de couplage, des moyens de stockage d’énergie propres à alimenter en énergie au moins cette première machine motrice, et une seconde machine motrice propre à être couplée à un second train.
Ce dispositif de contrôle se caractérise par le fait qu’il comprend des moyens mettant en œuvre l’étape d’un procédé de contrôle du type de celui présenté ci-avant.
L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant, d’une part, une chaîne de transmission comportant une première machine motrice non-thermique et propre à être β
couplée à un premier train par des moyens de couplage, des moyens de stockage d’énergie propres à alimenter en énergie au moins la première machine motrice, et une seconde machine motrice propre à être couplée à un second train, et, d’autre part, un dispositif de contrôle du type de celui présenté ci-avant.
Par exemple, la première machine motrice peut être choisie parmi un moteur électrique, une machine hydraulique, une machine pneumatique et un volant d’inertie.
Egalement par exemple, la seconde machine motrice peut être 10 choisie parmi un moteur thermique, un moteur électrique, une machine hydraulique, une machine pneumatique et un volant d’inertie.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement un véhicule comprenant une chaîne de transmission hybride et un calculateur de supervision équipé d’un dispositif de contrôle selon l’invention,
- la figure 2 illustre schématiquement, au sein d’un premier diagramme (partie supérieure), un premier exemple de courbe (c1) d’évolution
0 temporelle du couple cible pour le premier train d’un véhicule en l’absence de prise en compte d’une confirmation de franchissement de seuil de couple, et au sein d’un deuxième diagramme (partie inférieure), un premier exemple de courbe (c2) d’évolution temporelle de la demande de couplage/découplage (de) pour le premier train d’un véhicule en présence de la courbe c1, et
- la figure 3 illustre schématiquement, au sein d’un troisième diagramme (partie supérieure), un second exemple de courbe (c1’) d’évolution temporelle du couple cible pour le premier train d’un véhicule en cas de prise en compte d’une confirmation de franchissement de seuil de couple,
0 et au sein d’un quatrième diagramme (partie inférieure), un second exemple de courbe (c2’) d’évolution temporelle de la demande de couplage/découplage (de) pour le premier train d’un véhicule en présence de la courbe c1 ’.
L’invention a notamment pour but de proposer un procédé de contrôle, et un dispositif de contrôle DC associé, destinés, à contrôler les couplages/découplages à un premier train T1 d’un véhicule V d’une première machine motrice MM1 non-thermique d’une chaîne de transmission comprenant également une seconde machine motrice MM2 propre à être couplée/découplée à un/d’un second train T2 de ce véhicule V.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule V est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant une chaîne de transmission comportant au moins une première machine motrice non-thermique propre à être couplée, via des premiers moyens de couplage, à un premier train, et une seconde machine motrice (thermique ou non-thermique) propre à être couplée, via des seconds moyens de couplage, à un second train. Par conséquent, l’invention concerne notamment les véhicules terrestres.
Il est rappelé que l’on entend ici par « machine motrice >> une machine agencée de manière à fournir ou récupérer du couple pour déplacer un véhicule, soit seule soit en complément d’au moins une autre machine motrice thermique ou non-thermique. Par conséquent, une machine motrice non-thermique pourra par exemple être une machine (ou un moteur) électrique, une machine hydraulique, une machine pneumatique (ou à air comprimé), ou un volant d’inertie. De son côté une machine motrice thermique est un moteur thermique consommant du carburant ou des produits chimiques. Il pourra notamment s’agir d’un réacteur, d’un turboréacteur ou d’un moteur chimique.
D’autre part, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la première machine motrice MM1 est de type électrique. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de machine motrice non-thermique. Ainsi, elle concerne également et notamment les machines (ou moteurs) hydrauliques, les machines (ou moteurs) pneumatiques (ou à air comprimé), et les volants d’inertie.
De plus, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la seconde machine motrice MM2 est un moteur thermique. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de machine motrice. Elle peut en effet être thermique ou non-thermique. Ainsi, elle concerne également et notamment les machines (ou moteurs) hydrauliques, les machines (ou moteurs) pneumatiques (ou à air comprimé), et les volants d’inertie.
On a schématiquement représenté sur la figure 1 un véhicule V comprenant une chaîne de transmission, un calculateur de supervision CS propre à superviser (ou gérer) le fonctionnement de la chaîne de transmission, et un dispositif de contrôle DC selon l’invention.
Dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1, la chaîne de îo transmission comprend une première machine motrice MM1 associée à des premiers moyens de couplage MC1 et à des premiers moyens de stockage d’énergie MS1, une seconde machine motrice MM2 (ici de type thermique) associée (ici) à des seconds MC2 et troisièmes MC3 moyens de couplage, et des premier AT1 et second AT2 arbres de transmission.
La première machine motrice MM1 est notamment destinée à produire du couple pour déplacer le véhicule V, sur ordre du calculateur de supervision CS et à partir de l’énergie (ici électrique) qui est stockée dans les premiers moyens de stockage d’énergie MS1. Cette production de couple peut se faire éventuellement en complément d’au moins le couple produit par la seconde machine motrice MM2. La première machine motrice MM1 est donc couplée aux premiers moyens de stockage d’énergie MS1, éventuellement via un onduleur OD (comme illustré non limitativement).
Cette première machine motrice MM1 est également destinée à produire de l’énergie (ici électrique) pour recharger les premiers moyens de stockage d’énergie MS1, sur ordre du calculateur de supervision CS.
Etant donné que l’on considère ici que la première machine motrice
MM1 est de type électrique, les premiers moyens de stockage d’énergie MS1 qui l’alimentent sont agencés pour stocker de l’énergie électrique, par exemple en basse tension (typiquement comprise entre 200 V et 600 V).
0 Par exemple, ces premiers moyens de stockage d’énergie MS1 peuvent comprendre une multiplicité de cellules de stockage rechargeables et chargées de stocker de l’énergie électrique. Ces cellules de stockage peuvent être électrochimiques. Dans ce cas, elles peuvent, par exemple, être de type
Ni-MH.
Les premiers moyens de couplage MC1 sont ici chargés de coupler/ découpler la première machine motrice MM1 au/du premier arbre de transmission AT1, sur ordre du calculateur de supervision CS, afin de communiquer du couple qu’elle doit produire et qui est défini par une consigne de couple (ou de régime) coc1, grâce à l’énergie stockée dans les premiers moyens de stockage d’énergie MS1, au premier arbre de transmission AT1. Ce dernier (AT 1 ) est couplé à un premier train T1 (ici de roues).
Par exemple, le premier train T1 est situé à l’arrière du véhicule V, et de préférence, et comme illustré, couplé au premier arbre de transmission AT1 via un premier différentiel (ici arrière) D1. Mais dans une variante ce premier train T1 pourrait être situé à l’avant du véhicule V.
Le premier moyen de couplage MC1 peut, par exemple, être un mécanisme à crabots ou un embrayage ou un convertisseur de couple hydraulique ou encore un frein. Il peut prendre au moins deux états de couplage : un premier (couplé) dans lequel il assure le couplage de la première machine motrice MM1 au premier arbre de transmission AT1 et un second (découplé) dans lequel il découple la première machine motrice MM1 du premier arbre de transmission AT1. On notera qu’il peut également prendre un état intermédiaire (par exemple pour un glissement d’embrayage).
La seconde machine motrice MM2 (ici un moteur thermique) comprend un vilebrequin (non représenté) qui est solidarisé fixement à l’arbre moteur afin d’entraîner ce dernier en rotation. Ce moteur thermique MM2 est destiné à fournir du couple pour un second train T2 (ici de roues), via les deuxièmes MC2 et troisièmes MC3 moyens de couplage.
Par exemple, le second train T2 est situé à l’avant du véhicule V, et couplé à un second arbre de transmission AT2, de préférence, et comme illustré, via un second différentiel (ici avant) D2. Mais dans la variante précitée ce second train T2 pourrait être situé à l’arrière du véhicule V.
Les deuxièmes moyens de couplage MC2 peuvent, par exemple, être agencés sous la forme d’un embrayage. Mais il pourrait également s’agir d’un convertisseur de couple ou d’un crabot ou encore d’un frein. Ils sont de préférence pilotés par le calculateur de supervision CS.
Les troisièmes moyens de couplage MC3 peuvent, par exemple, être des moyens de changement de rapport. Ces derniers (MC3) peuvent, par exemple, être agencés sous la forme d’une boîte de vitesses, et sont de préférence pilotés par le calculateur de supervision CS. Ils comprennent un arbre primaire (ou d’entrée) destiné à recevoir du couple des deuxièmes moyens de couplage MC2, et un arbre secondaire (ou de sortie) destiné à recevoir ce couple via l’arbre primaire afin de le communiquer au second arbre de transmission AT2 auquel il est couplé et qui est couplé indirectement à des roues (ici avant) du véhicule V via le second différentiel D2. Mais dans une variante de réalisation les moyens de changement de rapport MC3 pourraient, par exemple, comprendre au moins un train épicycloïdal comprenant un, deux ou trois synchronisateurs. Il est rappelé que les synchronisateurs permettent de solidariser deux éléments entre eux afin de fixer un couple et un régime sur deux des trois arbres d’un train épicycloïdal.
On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure
1, la chaîne de transmission comprend aussi une troisième machine motrice MM3 de type non-thermique en complément des première MM1 et seconde MM2 machines motrices. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de chaîne de transmission. En effet, la chaîne de transmission peut ne
0 comprendre que des première et seconde machines motrices associées respectivement à deux trains via des premiers et seconds moyens de couplage.
On considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que la troisième machine motrice MM3 est de type électrique, comme la première machine motrice MM1, et qu’elle est propre à être alimentée en énergie par les premiers moyens de stockage d’énergie MS1. Mais elle pourrait être d’un autre type. Ainsi, il pourrait s’agir d’une machine (ou d’un moteur) hydraulique, d’une machine (ou d’un moteur) pneumatique (ou à air comprimé), ou d’un volant d’inertie.
0 Dans l’exemple qui est illustré non limitativement sur la figure 1, la troisième machine motrice MM3 est couplée à la seconde machine motrice MM2, par exemple via une courroie de façade. Cette troisième machine motrice électrique MM3 est notamment destinée à produire du couple, à partir de l’énergie électrique qui est stockée dans les premiers moyens de stockage d’énergie MS1, pour déplacer le véhicule V, soit seule, soit en complément de la seconde machine motrice MM2 et/ou de la première machine motrice MM1. Elle est donc couplée aux premiers moyens de stockage d’énergie MS1, ici via l’éventuel onduleur OD.
Cette troisième machine motrice MM3 peut être également destinée à produire de l’énergie (ici électrique) pour recharger les premiers moyens de stockage d’énergie MS1, sur ordre du calculateur de supervision CS.
On notera que dans une variante cette troisième machine motrice ίο MM3 pourrait être intercalée entre les deuxièmes MC2 et troisièmes MC3 moyens de couplage.
On notera également, comme illustré non limitativement sur la figure 1, que la chaîne de transmission peut aussi comprendre un démarreur DM qui est couplé à la seconde machine motrice MM2, notamment pour le lancer lors i5 d’un démarrage. Ce démarreur DM est ici également couplé à des seconds moyens de stockage d’énergie MS2. Ces derniers (MS2) peuvent, par exemple, être agencés sous la forme d’une batterie de servitude, par exemple de type très basse tension (typiquement comprise entre 12 V et 48V). Mais en variante ce démarreur DM pourrait être couplé aux premiers moyens de
0 stockage d’énergie MS1 (en l’absence de seconds moyens de stockage d’énergie MS2).
Comme illustré non limitativement sur la figure 1, on peut également prévoir un convertisseur CV de type DC/DC entre les premiers moyens de stockage d’énergie MS1 et le démarreur DM, de manière à assurer, en cas de besoin, l’alimentation du démarreur DM et d’un réseau de bord du véhicule V (alimentant électriquement des équipements électriques) grâce à l’énergie électrique stockée dans les premiers moyens de stockage d’énergie MS1.
Le calculateur de supervision CS est par exemple capable de faire fonctionner le véhicule V dans au moins trois modes de roulage différents.
0 Dans un premier mode dit « thermique >> seule la seconde machine motrice
MM2 est utilisée pour déplacer le véhicule V. Dans un deuxième mode dit « Zéro Emission Véhicule >> (ou ZEV)) la première machine motrice MM1 et/ou la troisième machine motrice MM3 est/sont utilisée(s) pour déplacer le véhicule V. Dans un troisième mode dit « hybride >> la première machine motrice MM1 et/ou la troisième machine motrice MM3 est/sont utilisée(s) en complément de la seconde machine motrice MM2 pour déplacer le véhicule
V.
Comme indiqué précédemment, l’invention propose notamment un procédé de contrôle destiné à contrôler les couplages/découplages au premier train T1 du véhicule V de la première machine motrice MM1.
Ce procédé de contrôle peut être mis en œuvre au moyen du îo dispositif de contrôle DC qui comprend au moins des moyens de contrôle MC à cet effet.
On notera que dans l’exemple non limitatif illustré sur la figure 1, le dispositif de contrôle DC fait partie du calculateur de supervision CS. Mais cela n’est pas obligatoire. Ce dispositif de contrôle DC pourrait en effet être un équipement couplé au calculateur de supervision CS, directement ou indirectement. Par conséquent, le dispositif de contrôle DC peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software »), ou bien d’une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels.
0 Le procédé de contrôle, selon l’invention, comprend une étape qui est mise en œuvre à l’initiative du dispositif de contrôle DC lorsque la seconde machine motrice MM2 est en fonctionnement.
Dans cette étape, on (le dispositif de contrôle DC (et plus précisément ses moyens de contrôle MC)) demande(nt) un couplage de la première machine motrice MM1 lorsqu’un couple cible cc1 à fournir par le premier train T1 ou une consigne coc1 de couple à fournir par le premier train T1, soit devient supérieur(e) à un premier seuil de couple sc1 positif et choisi puis demeure supérieur(e) à un deuxième seuil de couple sc2 positif, choisi et inférieur au premier seuil de couple sc1, soit devient inférieur(e) à un
0 troisième seuil de couple sc3 négatif et choisi puis demeure inférieur(e) à un quatrième seuil de couple sc4 négatif, choisi et supérieur au troisième seuil de couple sc3.
Le couple cible cc1 que doit fournir le premier train T1 est fonction d’un couple global cg qui est représentatif de la volonté du conducteur du véhicule en matière de couple pour l’ensemble des machines motrices (ici MM1 à MM3). Cette volonté du conducteur est définie par le pourcentage d’enfoncement de la pédale d’accélérateur (ou commande analogue) du véhicule V. Ce couple cible cc1 est déterminé par le calculateur de supervision CS, par exemple en fonction du mode de conduite et des états de dépollution. De même, ce couple global cg est déterminé par le calculateur de supervision CS.
La consigne coc1 de couple que doit fournir le premier train T1 est également fonction du couple global cg. Elle peut, par exemple, être déterminée comme suit dans l’étape du procédé de contrôle.
Par exemple, on (les moyens de contrôle MC) peu(ven)t commencer par déterminer une consigne coc2 de couple pour le second train T2 en soustrayant le couple cible cc1 (que doit fournir le premier train T1) du couple global cg (soit coc2 = cg - coc1). Puis, on (les moyens de contrôle MC) peu(ven)t déterminer une estimée ec2 du couple qui est en cours de fourniture au second train T2, afin de déterminer la consigne de couple coc1 en soustrayant cette estimée de couple ec2 du couple global cg (soit coc1 = cg - ec2). L’estimée de couple ec2 peut, par exemple, être déterminée à
0 partir de mesures d’un capteur et/ou de valeurs fournies par un estimateur de couple.
On comprendra qu’à un instant donné l’estimée de couple ec2 en cours peut être différente de la consigne de couple coc2 qui a été déterminée. Cela peut résulter, par exemple, d’une erreur de réalisation du couple sur le second train T2 et/ou de la dynamique de la réponse à la consigne de couple coc2 et/ou du temps de réponse et/ou de l’imprécision de la fourniture de l’énergie à la seconde machine motrice MM2 (par exemple de l’injection de carburant) et/ou de l’altitude à laquelle est situé le véhicule V et/ou d’un mécanisme de protection thermique ou organique qui est en cours
0 d’instauration dans le véhicule V.
Grâce à l’invention, on peut mettre en œuvre une nouvelle stratégie de contrôle du couplage au premier train T1 en fonction de l’état du couple cible cc1 ou de la consigne de couple coc1, aussi bien pour la fourniture de couple pour le déplacement du véhicule V que pour la récupération d’énergie pour la recharge des premiers moyens de stockage d’énergie MS1. Cela permet de réduire les pertes d’énergie (ici) électriques tout en gardant un niveau de prestation optimal. De plus, cette réduction des pertes d’énergie entraîne une augmentation du rendement global de la chaîne de transmission du véhicule V et donc permet de réduire la consommation de carburant et les émissions de gaz à l’échappement lorsque la seconde machine motrice MM2 est thermique.
Pour éviter les phénomènes d’oscillation des couplages/ découplages au premier train T1, dans l’étape du procédé de contrôle on (les moyens de contrôle MC) peu(ven)t effectuer une demande de couplage seulement après une confirmation d’un franchissement du premier seuil de couple sc1 (par valeur supérieure, car positive) ou du troisième seuil de couple sc3 (par valeur inférieure, car négative). On entend ici par « confirmation >> le fait qu’un i5 paramètre ait au moins deux valeurs successives supérieures ou inférieures à un seuil de couple.
En présence de cette dernière option, dans l’étape du procédé de contrôle on (les moyens de contrôle MC) peu(ven)t, par exemple, effectuer une demande de couplage lorsque le couple cible cc1 ou la consigne de
0 couple coc1 présente l’une des deux évolutions temporelles suivantes. Dans une première évolution temporelle le couple cible cc1 ou la consigne de couple coc1 devient supérieur(e) au premier seuil de couple sc1 pendant une durée qui est au moins égale à un troisième seuil temporel st3 choisi et/ou lorsqu’une valeur d’une intégrale 11 sur le temps t devient supérieure à un premier seuil d’intégration si1. Cette intégrale 11 sur le temps t est effectuée sur la valeur absolue de l’écart entre le premier seuil de couple sc1 et le couple cible cc1 ou la consigne de couple coc1 (soit 11 = J|sc1 - cc1 |.dt), lorsque le couple cible cc1 ou la consigne de couple coc1 est supérieur(e) au premier seuil de couple sc1. L’intégrale 11 peut, par exemple, être réinitialisée
0 à la valeur zéro par les moyens de contrôle MC lorsque le couple cible cc1 redevient inférieur au premier seuil de couple sc1.
Dans une seconde évolution temporelle le couple cible cc1 ou la consigne de couple coc1 devient inférieur(e) au troisième seuil de couple sc3 pendant une durée qui est au moins égale à un quatrième seuil temporel st4 (non présenté sur la figure 3) choisi et/ou lorsqu’une valeur d’une intégrale 12 sur le temps t devient supérieure à un second seuil d’intégration si2. Cette intégrale 12 sur le temps t est effectuée sur la valeur absolue de l’écart entre le troisième seuil de couple sc3 et le couple cible cc1 ou la consigne de couple coc1 (soit I2 = J]sc1 - cc1 |.dt), lorsque le couple cible cc1 ou la consigne de couple coc1 est inférieur(e) au troisième seuil de couple sc3. L’intégrale I2 peut, par exemple, être réinitialisée à la valeur zéro par les moyens de contrôle MC lorsque le couple cible cc1 redevient supérieur au troisième seuil îo de couple sc3.
On notera que dans l’étape du procédé de contrôle on (les moyens de contrôle MC) peu(ven)t aussi, par exemple, effectuer une demande de découplage après une demande de couplage après une confirmation d’un franchissement du deuxième seuil de couple sc2 ou du quatrième seuil de couple sc4. On entend ici par « confirmation >> le fait qu’un paramètre ait au moins deux valeurs successives supérieures ou inférieures à un seuil de couple.
En présence de cette dernière option, dans l’étape du procédé de contrôle on (les moyens de contrôle MC) peu(ven)t, par exemple, effectuer
0 une demande de découplage lorsque le couple cible cc1 ou la consigne de couple coc1 présente l’une des deux évolutions temporelles suivantes. Dans une première évolution temporelle le couple cible cc1 ou la consigne de couple coc1 devient inférieur(e) au deuxième seuil de couple sc2 pendant une durée qui est au moins égale à un cinquième seuil temporel st5 choisi. Dans une seconde évolution temporelle le couple cible cc1 ou la consigne de couple coc1 devient supérieur(e) au quatrième seuil de couple sc4 pendant une durée qui est au moins égale à un sixième seuil temporel st6 choisi.
De la même façon on pourrait confirmer le découplage par un critère utilisant des intégrales I3 et I4, par exemple similaires à celles (11 et I2)
0 décrites ci-avant et comparées respectivement à des troisième si3 et quatrième si4 seuils d’intégration.
On notera également que dans l’étape du procédé de contrôle on (les moyens de contrôle MC) peu(ven)t choisir chaque seuil (sc1 à sc4, st1 à st6, si1 à si4) en fonction d’au moins un paramètre du véhicule V. Par exemple, chaque paramètre du véhicule V peut être choisi parmi sa vitesse en cours, la pente en cours de la portion de voie de circulation sur laquelle il circule, son poids en cours, son accélération transversale en cours, son accélération longitudinale en cours, une information météorologique, l’altitude à laquelle il est situé, et un mode de fonctionnement en cours du véhicule V. Le mode de fonctionnement en cours du véhicule V peut, par exemple, être choisi parmi la sélection d’un mode de roulage à quatre roues motrices, la sélection d’un mode de conduite sportive, et le placement dans au moins un état prédéfini d’un dispositif d’assistance à un conducteur du véhicule V (éventuellement de type ADAS (« Advanced Driver Assistance System >>)).
Les valeurs en cours de tous ces paramètres sont facilement accessibles dans le véhicule V.
Mais les seuils (sc1 à sc4, st1 à st6, si1 à si4) peuvent être choisis i5 constants (et donc indépendants de paramètre(s) précité(s)). A titre d’exemple, sc1 peut être égal à +20 N.m, sc2 peut être égal à +10 N.m, sc3 peut être égal à -20 N.m, sc4 peut être égal à -10 N.m, st1 peut être égal à 3 s, st2 peut être égal à 3 s, st3 peut être égal à 2 s, st4 peut être égal à 2 s, st5 peut être égal à 3 s, st6 peut être égal à 3 s, si1 peut être égal à 100 N.m.s, si2 peut être égal à 120 N.m.s, et si3 peut être égal à si4 et égal à 0 N.m.s. Lorsque les seuils sont variables, ils peuvent, par exemple, varier légèrement à partir des, ou autour des, exemples de valeurs précités.
Un premier exemple d’évolution temporelle (t) de la demande de couplage/découplage de en présence d’un premier exemple d’évolution temporelle (t) du couple cible cc1 et en l’absence de prise en compte d’une confirmation de franchissement de seuil de couple est illustré dans les deux diagrammes de la figure 2. Le premier diagramme, situé dans la partie supérieure, comprend la courbe c1 d’évolution temporelle du couple cible cc1, et le deuxième diagramme, situé dans la partie inférieure, comprend la courbe c2 d’évolution temporelle de la demande de couplage/découplage de pour le premier train T1 en présence de la courbe c1.
On peut observer sur c1 qu’avant l’instant t1 le couple cible cc1 est croissant mais est inférieur au premier seuil de couple sc1. Par conséquent, avant l’instant t1 les moyens de contrôle MC effectuent une demande de découplage ded. Puis, entre les instants t1 et t2 le couple cible cc1 devient supérieur au premier seuil de couple sc1, croit jusqu’à une valeur maximale, puis décroît jusqu’au deuxième seuil de couple sc2. Par conséquent, entre les instants t1 et t2 les moyens de contrôle MC effectuent une demande de couplage dec. Ensuite, entre les instants t2 et t3 le couple cible cc1 décroit du deuxième seuil de couple sc2 au troisième seuil de couple sc3. Par conséquent, entre les instants t2 et t3 les moyens de contrôle MC effectuent une demande de découplage ded. Puis, entre les instants t3 et t4 le couple cible cc1 devient inférieur au troisième seuil de couple sc3, décroit jusqu’à une valeur minimale, puis croît jusqu’au quatrième seuil de couple sc4. Par conséquent, entre les instants t3 et t4 les moyens de contrôle MC effectuent une demande de couplage dec. Ensuite, entre les instants t4 et t5 le couple cible cc1 varie entre le quatrième seuil de couple sc4 et le premier seuil de couple sc1. Par conséquent, entre les instants t4 et t5 les moyens de contrôle MC effectuent une demande de découplage ded. Enfin, à partir de l’instant t5 le couple cible cc1 devient supérieur au premier seuil de couple sc1. Par conséquent, à partir de l’instant t5 les moyens de contrôle MC effectuent une demande de couplage dec.
0 Un second exemple d’évolution temporelle (t) de la demande de couplage/découplage de en présence d’un second exemple d’évolution temporelle (t) du couple cible cc1 et en cas de prise en compte d’une confirmation de franchissement de seuil de couple est illustré dans les deux diagrammes de la figure 3. Le premier diagramme, situé dans la partie supérieure, comprend la courbe c1 ’ d’évolution temporelle du couple cible cc1, et le deuxième diagramme, situé dans la partie inférieure, comprend la courbe c2’ d’évolution temporelle de la demande de couplage/découplage de pour le premier train T1 en présence de la courbe c1 ’.
On peut observer sur c1 ’ qu’avant l’instant t1 le couple cible cc1 est
0 croissant mais est inférieur au premier seuil de couple sc1, que ce couple cible cc1 dépasse le premier seuil de couple sc1 à l’instant t2, ce qui déclenche le calcul de l’intégrale 11 par les moyens de contrôle MC, et qu’à l’instant t2 l’intégrale 11 devient supérieure au premier seuil d’intégration si1.
Par conséquent, avant l’instant t2 les moyens de contrôle MC effectuent une demande de découplage ded et à partir de l’instant t2 ils effectuent une demande de couplage dec. Puis, entre les instants t2 et t3 le couple cible cc1 croit jusqu’à une valeur maximale, puis décroît jusqu’au deuxième seuil de couple sc2. A l’instant t3 les moyens de contrôle MC déclenchent une première temporisation d’une durée égale au premier seuil temporel st1. Entre les instants t3 et t4 le couple cible cc1 décroit du deuxième seuil de couple sc2 au troisième seuil de couple sc3, mais la durée écoulée entre t3 et t4 est inférieure au premier seuil temporel st1. Par conséquent, entre les instants t3 et t4 les moyens de contrôle MC maintiennent la demande de couplage dec pour éviter une oscillation. Puis, entre les instants t4 et t5 le couple cible cc1 devient inférieur au troisième seuil de couple sc3, décroit jusqu’à une valeur minimale, puis croît jusqu’au quatrième seuil de couple sc4. Par conséquent, à l’instant t4 les moyens de contrôle MC déclenchent le calcul de l’intégrale I2, laquelle devient rapidement supérieure au second seuil d’intégration si2 avant l’expiration d’une durée égale au premier seuil temporel st1, et donc entre les instants t4 et t5 les moyens de contrôle MC continuent de maintenir la demande de couplage dec. A l’instant t5 les moyens de contrôle MC déclenchent une seconde temporisation d’une durée égale au second seuil
0 temporel st2. Entre les instants t5 et t6 le couple cible cc1 continue de croître sans atteindre le deuxième seuil de couple sc2 puis décroît lentement, et à l’instant t6 la seconde temporisation de durée st2 se termine sans que le couple cible cc1 n’ait atteint sc1. Par conséquent, entre les instants t5 et t6 les moyens de contrôle MC maintiennent la demande de couplage dec pour éviter une oscillation, et à l’instant t6 ils effectuent une demande de découplage ded. Ensuite, entre les instants t6 et t7 le couple cible cc1 décroît jusqu’au troisième seuil de couple sc3. Par conséquent, entre les instants t6 et t7 les moyens de contrôle MC maintiennent la demande de découplage ded, et à l’instant t7 ils déclenchent le calcul de l’intégrale I2. Puis, entre les
0 instants t7 et t8 le couple cible cc1 continue de décroître, et à l’instant t8 l’intégrale I2 devient supérieure au second seuil d’intégration si2. Par conséquent, entre les instants t7 et t8 les moyens de contrôle MC maintiennent la demande de découplage ded, et à partir de l’instant t8 ils effectuent une demande de couplage dec.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de contrôle du couplage/découplage d’une première machine motrice (MM1) non-thermique, via des moyens de couplage (MC1), à un premier train (T1) d’un véhicule (V) comprenant en outre des moyens de stockage d’énergie (MS1) propres à alimenter en énergie au moins ladite première machine motrice (MM1) et une seconde machine motrice (MM2) propre à être couplée à un second train (T2), caractérisé en ce qu’il comprend une étape dans laquelle on demande un couplage de ladite première machine motrice (MM1) lorsqu’un couple cible à fournir par ledit premier train (T1) ou une consigne de couple à fournir par ledit premier train (T1), fonction d’un couple global représentatif d’une volonté d’un conducteur dudit véhicule, soit devient supérieur(e) à un premier seuil de couple positif et choisi puis demeure supérieur(e) à un deuxième seuil de couple positif, choisi et inférieur audit premier seuil de couple, soit devient inférieur(e) à un troisième seuil de couple négatif et choisi puis demeure inférieur(e) à un quatrième seuil de couple négatif, choisi et supérieur audit troisième seuil de couple.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans ladite étape on détermine une consigne de couple pour ledit second train (T2) en soustrayant ledit couple cible à fournir par ledit premier train (T1) dudit couple global, puis on détermine une estimée du couple fourni audit second train (T2) afin de déterminer ladite consigne de couple à fournir par ledit premier train (T1) en soustrayant ladite estimée du couple fourni audit second train (T2) dudit couple global.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans ladite étape on effectue ladite demande de couplage après une confirmation d’un franchissement dudit premier seuil de couple ou troisième seuil de couple.
  4. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans ladite étape on effectue ladite demande de couplage lorsque ledit couple cible à fournir par ledit premier train (T1) ou ladite consigne de couple à fournir par ledit premier train (T1) soit devient supérieur(e) audit premier seuil de couple pendant une durée au moins égale à un troisième seuil temporel choisi et/ou lorsqu’une valeur d’une intégrale sur le temps d’une valeur absolue d’un écart entre ledit premier seuil de couple et ledit couple cible à fournir par ledit premier train (T1) ou ladite consigne de couple à fournir par ledit premier train
  5. 5 (T1), lorsque ledit couple cible à fournir par ledit premier train (T1) ou ladite consigne de couple à fournir par ledit premier train (T1) est supérieur(e) audit premier seuil de couple, devient supérieure à un premier seuil d’intégration, soit devient inférieure audit troisième seuil de couple pendant une durée au moins égale à un quatrième seuil temporel choisi et/ou lorsqu’une valeur
    10 d’une intégrale sur le temps d’une valeur absolue d’un écart entre ledit troisième seuil de couple et ledit couple cible à fournir par ledit premier train (T1 ) ou ladite consigne de couple à fournir par ledit premier train (T 1 ), lorsque ledit couple cible à fournir par ledit premier train (T1) ou ladite consigne de couple à fournir par ledit premier train (T1) est inférieur(e) audit troisième seuil i5 de couple, devient supérieure à un second seuil d’intégration.
    5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans ladite étape on effectue une demande de découplage après ladite demande de couplage après une confirmation d’un franchissement dudit deuxième seuil de couple ou quatrième seuil de couple.
    2 0
  6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que dans ladite étape on effectue ladite demande de découplage soit lorsque ledit couple cible à fournir par ledit premier train (T1) ou ladite consigne de couple à fournir par ledit premier train (T1) devient inférieur(e) audit deuxième seuil de couple pendant une durée au moins égale à un cinquième seuil temporel
    25 choisi, soit lorsque ledit couple cible à fournir par ledit premier train (T1) ou ladite consigne de couple à fournir par ledit premier train (T1) devient supérieur(e) audit quatrième seuil de couple pendant une durée au moins égale à un sixième seuil temporel choisi.
  7. 7. Procédé selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que
    3 0 dans ladite étape chaque seuil est choisi en fonction d’au moins un paramètre dudit véhicule (V), lui-même choisi parmi une vitesse en cours dudit véhicule (V), une pente en cours d’une portion de voie de circulation sur laquelle circule ledit véhicule (V), un poids en cours dudit véhicule (V), une accélération transversale en cours dudit véhicule (V), une accélération longitudinale en cours dudit véhicule (V), une information météorologique, une altitude à laquelle est situé ledit véhicule (V), et un mode de fonctionnement en cours dudit véhicule (V).
    5
  8. 8. Dispositif de contrôle (DC) pour un véhicule (V) comprenant une chaîne de transmission comportant une première machine motrice (MM1) non-thermique et propre à être couplée à un premier train (T1) par des moyens de couplage (MC1), des moyens de stockage d’énergie (MS1) propres à alimenter en énergie au moins ladite première machine motrice ίο (MM1), et une seconde machine motrice (MM2) propre à être couplée à un second train (T2), caractérisé en ce qu’il comprend des moyens (MC) mettant en œuvre l’étape d’un procédé de contrôle selon l’une des revendications précédentes.
  9. 9. Véhicule (V) comprenant une chaîne de transmission comportant
    15 une première machine motrice (MM1) non-thermique et propre à être couplée à un premier train (T1) par des moyens de couplage (MC1), des moyens de stockage d’énergie (MS1) propres à alimenter en énergie au moins ladite première machine motrice (MM1), et une seconde machine motrice (MM2) propre à être couplée à un second train (T2), caractérisé en ce qu’il comprend
    2 0 en outre un dispositif de contrôle (DC) selon la revendication 8.
  10. 10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il est de type automobile.
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