FR3091795A1

FR3091795A1 - Procédé de gestion des consignes de couple appliquées aux roues d’un véhicule électrique ou hybride

Info

Publication number: FR3091795A1
Application number: FR1900380A
Authority: FR
Inventors: Alexandre HERRERO; Loïc LE ROY
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2020-07-17
Anticipated expiration: 2039-01-16
Also published as: FR3091795B1

Abstract

Procédé de gestion d’une consigne de couple (C1) appliquée aux roues d’un véhicule électrique ou hybride (1) comprenant une boîte de vitesse automatique (5), caractérisé en ce qu’on détermine le signe de la consigne de couple (C2) en fonction de la position du levier de ladite boîte de vitesse automatique (5). Figure pour l’abrégé : figure 1

Description

Procédé de gestion des consignes de couple appliquées aux roues d’un véhicule électrique ou hybride

Des modes de mise en œuvre et de réalisation de l’invention concernent les véhicules hybrides ou électriques. Plus particulièrement, l’invention s’adresse aux échanges entre le superviseur et l’onduleur du véhicule.

Un véhicule électrique ou hybride comprend généralement un levier de vitesse de type sélecteur PRND. Par exemple, pour pouvoir rouler en marche avant (« Drive » en anglais), le conducteur actionnera le levier sur la position correspondant à « D », pour pouvoir rouler en marche arrière (« Reverse » en anglais), le conducteur actionnera le levier sur la position correspondant à « R » et si le conducteur souhaite rouler au point mort (« Neutral » en anglais), il actionnera le levier sur la position correspondant à « N ».

Les demandes du conducteur sont envoyées à un dispositif de gestion communément appelé « superviseur » configuré pour transformer les demandes du conducteur en consignes de couple à appliquer aux roues.

L’onduleur, qui reçoit les consignes de couple, est configuré pour piloter des composants de puissance et une machine électrique du véhicule pour réaliser ladite consigne. Par exemple, lorsque le régime de la machine électrique ou hybride est positif, une consigne de couple positive donne un mode moteur. Autrement dit, il s’agit d’un mode qui continue de faire tourner la machine dans le même sens. Si une consigne de couple est négative, c’est une demande qui va aller à l’encontre du sens de rotation actuel.

L’onduleur permet donc d’interpréter le signe de la consigne de couple et piloter les composants de puissance et la machine pour réaliser la demande du conducteur.

Pour pouvoir interpréter le signe de la consigne de couple, l’onduleur fonctionne avec sa propre convention de signe. Pour satisfaire cette convention et gérer tous les cas de sens de rotation de la machine, le superviseur duplique et exécute des instructions en parallèle. Puis, en fonction de la position du levier, le résultat d’une partie des instructions est pris en compte. Certaines instructions, par cette duplication, sont donc inutiles. En outre, elles consomment de l’énergie et du temps de traitement.

Il existe donc un besoin d’optimiser les performances du superviseur en simplifiant les instructions qu’il exécute dans le cadre des consignes de couple. L’enjeu est donc de réussir à gérer tous les cas possibles sans dupliquer les instructions à exécuter.

Selon un aspect, il est proposé un procédé de gestion d’une consigne de couple appliquée aux roues d’un véhicule électrique ou hybride comprenant une boite de vitesse automatique, caractérisé en ce qu’on détermine le signe de la consigne de couple en fonction de la position du levier de ladite boite de vitesse automatique.

En d’autres termes, la position du levier permet à elle seule de déterminer le signe de la consigne de couple. Ce paramètre, étant pris en compte au commencement de l’exécution des instructions, permet d’éviter de dupliquer les instructions et donc de ne plus avoir à les exécuter deux fois.

De préférence, le signe de la consigne de couple est maintenu ou inversé lors de transitions d’une première à une deuxième position dudit levier ou lorsque le levier est maintenu dans l’une de ses positions de manœuvre.

Par « transition » on entend le passage par exemple de la position marche arrière à la position marche avant ou le passage de la position marche arrière à la position point mort. Le signe de la consigne de couple peut être inversé lors de ces transitions ou lors du maintien du levier par exemple dans la position marche arrière.

Avantageusement, si le levier est maintenu dans la position marche arrière, le signe de la consigne de couple est inversé.

Si le levier est maintenu dans la position marche arrière, le signe de la consigne de couple généré initialement est par exemple de 10 Nm. Dans ce cas, le signe de la consigne de couple est inversé et est égal dans cet exemple à – 10 Nm.

Ladite consigne de couple négative sera par la suite interprétée par l’onduleur comme une demande de faire accélérer le véhicule dans le même sens du levier. On vise donc un mode « moteur ». Si le régime de la machine électrique est négatif, le signe de la consigne de couple délivrée doit être négatif.

De préférence, si le levier est maintenu dans la position marche avant, le signe de la consigne est maintenu.

Préférentiellement, si la première position est la position marche arrière et la deuxième position est la position point mort, le signe de la consigne de couple est inversé.

La première position étant la position marche arrière, la consigne de couple initialement reçue est par exemple de 10 Nm. Suite au passage de la première position à la deuxième position point mort, le véhicule décélère. La valeur de la consigne de couple initialement reçue décroît progressivement allant par exemple de 10 Nm à 0. Dans cet exemple, le signe de la consigne délivrée étant inversé, la valeur de la consigne délivrée passe de – 10 Nm à 0.

De préférence, si la première position est la position marche avant et la deuxième position est la position point mort, le signe de la consigne de couple est maintenu.

La première position étant la position marche avant, la consigne de couple initialement reçue est par exemple de 10 Nm. Suite au passage de la première position à la deuxième position point mort, le véhicule décélère. La valeur de la consigne de couple initialement reçue décroît progressivement allant par exemple de 10 Nm à 0. Dans cet exemple, le signe de la consigne délivrée étant maintenu, la valeur de la consigne délivrée passe de 10 Nm à 0.

Avantageusement, si la première position est la position marche avant et la deuxième position est la position marche arrière, le signe de la consigne de couple est inversé.

Préférentiellement, si la première position est la position marche arrière et la deuxième position est la position marche avant, le signe de la consigne de couple est inversé de nouveau.

La première position étant la position marche arrière, on inverse le signe de la consigne de couple. La deuxième position étant la position marche avant, le signe de la consigne de couple ne doit plus être inversé. Pour ce faire, on inverse de nouveau le signe de la consigne de couple délivrée.

Avantageusement, le signe de la consigne de couple est inversé progressivement lors desdites transitions.

Les transitions à basse vitesse sont communément appelées « RockCycling ». Ces transitions peuvent provoquer des à-coups. Pour éviter ces chocs, on inverse progressivement le signe de la consigne de couple. Par exemple, si la première position est la position marche avant et la deuxième position est la position marche arrière, la valeur de la consigne de couple délivrée diminue de 10 Nm à 0, devient négative et continue de diminuer jusqu’à atteindre la valeur désirée en marche arrière par exemple - 10 Nm.

Selon un autre aspect, il est proposé un dispositif de gestion d’une consigne de couple appliquée aux roues d’un véhicule électrique ou hybride comprenant une boite de vitesse automatique, qui comprend des moyens de traitement de données configurés pour déterminer le signe de la consigne de couple en fonction de la position du levier de ladite boite de vitesse automatique.

Avantageusement, les moyens de traitement sont configurés pour maintenir ou inverser le signe de la consigne de couple lors de transitions d’une première vers une deuxième position dudit levier ou lorsque le levier est maintenu dans l’une de ses positions de manœuvre.

De préférence, les moyens de traitement sont configurés pour inverser le signe de la consigne de couple si le levier est maintenu dans la position marche arrière.

Avantageusement, les moyens de traitement sont configurés pour maintenir le signe de la consigne si le levier est maintenu dans la position marche avant.

Préférentiellement, les moyens de traitement sont configurés pour inverser le signe de la consigne de couple si la première position est la position marche arrière et la deuxième position est la position point mort.

De préférence, les moyens de traitement sont configurés pour maintenir le signe de la consigne de couple si la première position est la position marche avant et la deuxième position est la position point mort.

Avantageusement, les moyens de traitement sont configurés pour inverser le signe de la consigne de couple si la première position est la position marche avant et la deuxième position est la position marche arrière.

Préférentiellement, les moyens de traitement sont configurés pour inverser de nouveau le signe de la consigne de couple si la première position est la position marche arrière et la deuxième position est la position marche avant.

Avantageusement, les moyens de traitement sont configurés pour inverser le signe de la consigne de couple progressivement lors desdites transitions.

Selon un autre aspect, il est également proposé un véhicule électrique ou hybride comprenant un dispositif de gestion tel que défini ci-avant.

D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée des modes de mise en œuvre et de réalisation de l’invention, nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels :

représente de manière schématique des composants d’un véhicule électrique ou hybride relatifs à la gestion des consignes de couple appliquées aux roues.

représente un diagramme de flux d’un procédé de gestion desdites consignes de couple.

illustre quatre graphiques représentant l’évolution de la valeur de la consigne de couple en fonction du temps.

Sur la figure 1 est représenté un véhicule électrique ou hybride 1 comprenant une machine électrique 2 configurée pour convertir l’énergie électrique stockée dans une batterie par exemple en énergie mécanique.

Le véhicule comprend également une boite de vitesse automatique 5 comportant un levier de vitesse par exemple de type PRND (pour « Park, Reverse, Neutral et Drive » en anglais).

Ledit levier est configuré pour déterminer le régime de la machine électrique 2.

Le véhicule 1 comprend également des pédales 3 sur lesquelles le conducteur du véhicule 1 appuie pour sélectionner la valeur du couple appliquée à la roue qu’il désire, par exemple 10 Nm.

Le véhicule 1 comprend par ailleurs un dispositif de gestion de consignes de couple 4 appliquées aux roues, communément appelé « superviseur de couple » configuré pour générer une consigne de couple à partir de la valeur de couple sélectionnée.

L’information relative à la valeur du couple est délivrée par une borne de sortie b30 à une borne d’entrée b31 du dispositif de gestion 4.

Le dispositif de gestion 4 est configuré pour délivrer par sa borne de sortie b40 la consigne de couple générée à une borne d’entrée b41 d’un onduleur 6.

La machine électrique 2 du véhicule 1 est dite réversible. Elle a donc la possibilité de fonctionner en mode « moteur » ou en mode « générateur ».

Le mode « moteur » permet de consommer la puissance stockée dans la batterie du véhicule et le mode « générateur » permet de produire de la puissance dans la batterie.

Si le levier est dans la position marche avant, le régime de la machine électrique est supérieur à 0 et si le levier est dans la position marche arrière, le régime de la machine électrique 2 est inférieur ou égal à 0.

L’information relative à la position du levier de vitesse de la boite de vitesse 5 est délivrée par une borne de sortie b50 à la borne d’entrée b51 du dispositif de gestion 4.

L’onduleur 6 est configuré pour piloter la machine électrique 2 et un circuit comprenant des composants de puissance 7 pour réaliser la consigne de couple générée par le dispositif de gestion 4. Pour cela, il est configuré pour délivrer des signaux de commande par sa borne de sortie b62 à la borne d’entrée b63 de la machine électrique 2 et est également configuré pour délivrer des signaux de commande par sa borne de sortie b60 à la borne d’entrée b61 du circuit comprenant les composants de puissance 7.

Le dispositif de de gestion 4 comporte des moyens de traitement de données 41 configurés pour déterminer le signe de la consigne de couple en fonction de la position du levier de la boite de vitesse automatique 5, et comprend un microprocesseur 42 configuré pour exécuter les instructions envoyées par lesdits moyens de traitement 41.

Pour ce faire, les moyens de traitement 41 sont configurés pour recevoir la valeur de couple sélectionnée par la borne d’entrée b31 du dispositif de gestion 4 et sont également configurés pour recevoir l’information relative à la position du levier de la boite de vitesse automatique par la borne d’entrée b51 de la boite de vitesse automatique 5.

Puis, en fonction de ces paramètres d’entrée, les moyens de traitement 41 envoient des instructions à exécuter à l’unité de calcul 42.

En fonction des résultats de calcul délivrés par l’unité de calcul 42 aux moyens de traitement 41, ces derniers déterminent le signe de la consigne de couple et l’appliquent à la valeur de couple.

On se réfère maintenant plus particulièrement à la figure 2 qui illustre un diagramme de flux du procédé de gestion des consignes de couple mis en œuvre par les moyens de traitement 41.

Dans la première étape S0, les moyens de traitement 41 prennent comme paramètre d’entrée la position du levier de la boite de vitesse 5 par exemple marche avant, marche arrière ou point mort.

Dans l’étape S1, les moyens de traitement 41 vérifient si la position du levier est en position marche arrière ou en position point mort après que le levier ait été en position marche arrière. Si oui, on passe à l’étape S3. Si non, cela veut dire que la position du levier est dans la position marche avant. On passe par conséquent à l’étape S2.

Dans l’étape S2, les moyens de traitement 41 activent les instructions relatives à la position marche avant puis vérifient si le régime de la machine 2 est strictement supérieur à 0. Si oui, les moyens de traitement 41 maintiennent le signe du couple reçu par les pédales 3. Par exemple, si le couple C1 a une valeur de 10 Nm, la consigne de couple délivrée C2 sera de 10 Nm.

Si le régime est inférieur ou égal à 0, les moyens de traitement 41 autorisent le microprocesseur 42 à exécuter une fonction MAX permettant de renvoyer la plus grande valeur parmi deux valeurs. Par exemple ici, la première valeur est le couple C1 et la deuxième valeur est 0, ce qui veut dire que la consigne de couple générée C2 par les moyens de traitement 41 à l’étape S8 ne peut être négative.

Dans le cas où les moyens de traitement 41 passent à l’étape S3, ils inversent le signe du couple C1. Par exemple, si le couple C1 a une valeur de 10 Nm, le couple délivré C2 aura, dans cette étape, une valeur de – 10 Nm.

Les moyens de traitement 41 vérifient ensuite si le régime de la machine électrique 6 est strictement supérieur à 0. Si oui, les moyens de traitement 41 passent à l’étape S5. Sinon, les moyens de traitement 41 génèrent la consigne de couple C2 inversée.

Dans l’étape S5, si le régime est strictement supérieur à 0, les moyens de traitement 41 autorisent le microprocesseur 42 à exécuter une fonction MIN qui permet de renvoyer la plus petite valeur parmi deux valeurs. Par exemple ici, la première valeur est le couple C1 et la deuxième valeur est 0. Etant donné que le couple a été inversé et donc de valeur négative, la valeur de la consigne de couple C2 ne pourra être positive en exécutant la fonction MIN.

Les moyens de traitement 41 passent ensuite à l’étape S8 et délivrent ladite consigne de couple C2 négative qui sera interprétée par l’onduleur 6 comme une demande de faire accélérer le véhicule dans le même sens du levier. On vise donc un mode « moteur ». Si le régime de la machine électrique 6 est négatif, le signe de la consigne de couple délivrée C2 par les moyens de traitement 41 doit être négatif.

Le fonctionnement de l’algorithme sera détaillé ci-après dans la figure 3 qui illustre quatre graphiques représentant l’évolution de la valeur des consignes de couple C1, C2 en fonction du temps.

Sur le premier graphique G1, à l’instant t0, le conducteur positionne le levier de la boite de vitesse 5 en position marche arrière. Le régime de la machine électrique 2 est donc inférieur ou égal à 0 et le couple C1 est de 10 Nm.

Les moyens de traitement 41 réalisent l’étape S0, l’étape S1 et passent à l’étape S3 car la position du levier est en position marche arrière. Le signe est donc inversé à l’étape S3. Le régime étant inférieur ou égal à 0, les moyens de traitement 41 passent directement à l’étape S8 et délivrent une consigne de couple C2 dont le signe est inversé c’est-à-dire ici – 10 Nm comme illustré dans le deuxième graphique G2 entre l’instant t0 et t1.

A l’instant t1, le conducteur décide de positionner le levier en position point mort. Il réalise donc une transition d’une première position marche arrière à une deuxième position point mort. Le véhicule 1 commence donc à décélérer et le couple C1 passe de 10 Nm jusqu’à 0 Nm entre les instants t1 et t2 comme illustré sur le premier graphique G1.

Dans cet exemple, le véhicule 1 ne fournit plus traction. Les moyens de traitement 41 réalisent les étapes S0, S1, S2 et S5. La fonction MIN étant réalisée par le microprocesseur 42, la consigne de couple C2 générée dans l’étape S8 permet de passer de – 10 Nm à 0. Le signe de la consigne de couple C2 reste donc inversé suite au passage par l’étape S3 comme illustré sur le deuxième graphique G2 entre les instants t1 et t2.

Sur le troisième graphique G3, à l’instant t0, le conducteur positionne le levier de la boite de vitesse 5 en position marche avant. Le régime de la machine électrique 2 est donc strictement supérieur à 0 et le couple C1 est de 10 Nm.

Les moyens de traitement 41 réalisent l’étape S0, S1 et passent à l’étape S2 car la position du levier est en position marche avant. Le signe est donc maintenu à l’étape S2. Le régime étant strictement supérieur à 0, les moyens de traitement 41 passent directement à l’étape S8 et délivrent une consigne de couple C2 égale au couple C1. C’est-à-dire ici 10 Nm comme illustré dans le quatrième graphique G4 entre l’instant t0 et t1.

A l’instant t1, le conducteur décide de positionner le levier en position marche arrière. Il réalise donc une transition d’une première position marche avant vers une deuxième position marche arrière. Le couple C1 reste toujours égal à 10 Nm sur le troisième graphique G3.

Les moyens de traitement 41 réalisent les étapes correspondant à la position marche arrière du levier et donc inversent le signe de la consigne de couple C1 qui devient C2 sur le quatrième graphique G4.

Pour éviter un à-coup au véhicule 1 lors de cette transition, les moyens de traitement 41 réalisent une transition progressive du signe positif au signe négatif passant de 10 à – 10 Nm entre les instants t1 et t3 comme illustré sur le quatrième graphique G4.

Dans le cas d’une transition d’une première position marche arrière vers une deuxième position marche avant du levier de vitesse, l’évolution de la courbe du graphique G4 s’inverse. Par exemple, entre les instants t0 à t1, le signe de la consigne du couple C2 sera négatif puis s’inversera progressivement entre les instants t1 et t3 pour devenir positif à l’instant t3.

Claims

Procédé de gestion d’une consigne de couple (C1) appliquée aux roues d’un véhicule électrique ou hybride (1) comprenant une boite de vitesse automatique (5), caractérisé en ce qu’on détermine le signe de la consigne de couple (C2) en fonction de la position du levier de ladite boite de vitesse automatique (5).
Procédé selon la revendication 1, dans lequel le signe de la consigne de couple (C1) est maintenu ou inversé lors de transitions d’une première à une deuxième position dudit levier ou lorsque le levier est maintenu dans l’une de ses positions de manœuvre.
Procédé selon la revendication 2, dans lequel si le levier est maintenu dans la position marche arrière, le signe de la consigne de couple (C1) est inversé.
Procédé selon l’une des revendications 2 ou 3, dans lequel si levier est maintenu dans la position marche avant, le signe de la consigne de couple (C1) est maintenu.
Procédé selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel si la première position est la position marche arrière et la deuxième position est la position point mort, le signe de la consigne de couple (C1) est inversé.
Procédé selon l’une des revendications 2 à 5, dans lequel si la première position est la position marche avant et la deuxième position est la position point mort, le signe de la consigne de couple (C1) est maintenu.
Procédé selon l’une des revendications 2 à 6, dans lequel si la première position est la position marche avant et la deuxième position est la position marche arrière, le signe de la consigne de couple (C1) est inversé.
Procédé selon l’une des revendications 2 à 7 en combinaison avec la revendication 3, dans lequel si la première position est la position marche arrière et la deuxième position est la position marche avant, le signe de la consigne de couple (C1) est inversé de nouveau.
Procédé selon l’une des revendications 2 à 8, dans lequel le signe de la consigne de couple est inversé progressivement lors desdites transitions.
Dispositif (4) de gestion d’une consigne de couple (C1) appliquée aux roues d’un véhicule électrique ou hybride (1) comprenant une boite de vitesse automatique (5), comprenant des moyens de traitement de données (41) configurés pour déterminer le signe de la consigne de couple (C2) en fonction de la position du levier de ladite boite de vitesse automatique (5).
Dispositif (4) selon la revendication 10, dans lequel les moyens de traitement (41) sont configurés pour maintenir ou inverser le signe de la consigne de couple (C1) lors de transitions d’une première vers une deuxième position dudit levier ou lorsque le levier est maintenu dans l’une de ses positions de manœuvre.
Dispositif (4) selon la revendication 11, dans lequel les moyens de traitement (41) sont configurés pour inverser le signe de la consigne de couple (C1) si le levier est maintenu dans la position marche arrière.
Dispositif (4) selon la revendication 11 ou 12, dans lequel les moyens de traitement (41) sont configurés pour maintenir le signe de la consigne de couple (C1) si le levier est maintenu dans la position marche avant.
Dispositif (4) selon l’une des revendications 11 à 13, dans lequel les moyens de traitement (41) sont configurés pour inverser le signe de la consigne de couple (C1) si la première position est la position marche arrière et la deuxième position est la position point mort.
Dispositif (4) selon l’une des revendications 11 à 14, dans lequel les moyens de traitement (41) sont configurés pour maintenir le signe de la consigne de couple (C1) si la première position est la position marche avant et la deuxième position est la position point mort.
Dispositif (4) selon l’une des revendications 11 à 15, dans lequel les moyens de traitement (41) sont configurés pour inverser le signe de la consigne de couple (C1) si la première position est la position marche avant et la deuxième position est la position marche arrière.
Dispositif (4) selon l’une des revendications 11 à 16 en combinaison avec la revendication 12, dans lequel les moyens de traitement (41) sont configurés pour inverser de nouveau le signe de la consigne de couple (C1) si la première position est la position marche arrière et la deuxième position est la position marche avant.
Dispositif (4) selon l’une des revendications 11 à 17, dans lequel les moyens de traitement (41) sont configurés pour inverser la consigne de couple (C1) progressivement lors desdites transitions.
Véhicule électrique ou hybride (1) comprenant un dispositif (4) selon l’une des revendications 10 à 18.