FR3102413A1 - Method for predefining a target torque for an electric motor of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

TITRE : Procédé pour prédéfinir un couple de consigne d’un moteur électrique de véhicule automobile Procédé pour prédéfinir un couple de consigne (Msol) d’un moteur électrique (10) d’un véhicule automobile pendant la phase de démarrage, selon lequel, à partir du débattement (β) de la pédale de frein (30) on détermine une vitesse de consigne (vsoll) du véhicule et à partir de la vitesse de consigne (vsoll) on détermine le couple consignes (Msol). Figure 3TITLE: Method for predefining a target torque of an electric motor of a motor vehicle Method for predefining a target torque (Msol) of an electric motor (10) of a motor vehicle during the starting phase, according to which, at From the travel (β) of the brake pedal (30), a setpoint speed (vsoll) of the vehicle is determined and from the setpoint speed (vsoll), the setpoint torque (Msol) is determined. Figure 3

Description

Procédé pour prédéfinir un couple de consigne d’un moteur électrique de véhicule automobileMethod for predefining a setpoint torque of a motor vehicle electric motor

DOMAINE DE L’INVENTIONFIELD OF THE INVENTION

La présente invention se rapporte à un procédé pour prédéfinir le couple de consigne d’un moteur électrique de véhicule automobile pour la phase de démarrage.The present invention relates to a method for predefining the setpoint torque of an electric motor of a motor vehicle for the starting phase.

L’invention se rapporte également à un programme d’ordinateur conçu pour exécuter les étapes du procédé ainsi qu’un support de mémoire, lisible par une machine, contenant l’enregistrement du programme d’ordinateur. Enfin, l’invention se rapporte à un appareil de commande électronique conçu pour exécuter le procédé.The invention also relates to a computer program designed to carry out the steps of the method as well as a memory medium, readable by a machine, containing the recording of the computer program. Finally, the invention relates to an electronic control device designed to carry out the method.

ETAT DE LA TECHNIQUESTATE OF THE ART

Pour communiquer au conducteur au démarrage d’un véhicule à entraînement électrique, qu’il s’agisse d’un véhicule électrique ou d’un véhicule hybride avec un mode de circulation électrique, la même sensation de mouvement que dans le cas d’un véhicule traditionnel équipé d’un moteur thermique et d’une boîte automatique, il est prévu un régulateur de marche lente qui accélère le véhicule à partir de l’arrêt jusqu’à une vitesse minimale, réglable, dès que le frein de service est relâché. Le conducteur peut ainsi, généralement, réduire le couple demandé au moteur électrique par le débattement de la pédale de frein ou neutraliser le régulateur de marche lente en actionnant fortement le frein. Il a ainsi indirectement la possibilité d’influencer la vitesse du véhicule. Si le conducteur libère le frein, le véhicule accélère de nouveau jusqu’à la vitesse minimale réglée.To communicate to the driver when starting an electrically driven vehicle, whether an electric vehicle or a hybrid vehicle with an electric circulation mode, the same feeling of movement as in the case of a traditional vehicle fitted with a combustion engine and an automatic transmission, a creepage regulator is provided which accelerates the vehicle from a standstill to a minimum, adjustable speed, as soon as the service brake is released . The driver can thus, generally, reduce the torque demanded of the electric motor by the movement of the brake pedal or neutralize the creep speed regulator by strongly actuating the brake. He thus indirectly has the possibility of influencing the speed of the vehicle. If the driver releases the brake, the vehicle accelerates again to the set minimum speed.

Du fait que le conducteur a uniquement la possibilité d’influencer directement le couple demandé mais non directement la vitesse demandée, des influences externes peuvent faire que dans différentes situations le même débattement de la pédale de frein se traduise par une vitesse différente du véhicule. C’est ainsi que le débattement de la pédale de frein qui produit un démarrage lent du véhicule sur une voie horizontale, n’est pas éventuellement suffisant dans une pente pour déplacer le véhicule et cela peut même faire reculer, de manière non intentionnelle, le véhicule. Pour arriver à la vitesse de circulation souhaitée, il faut que le conducteur compense lui-même les influences extérieures en adaptant le débattement de la pédale de frein.Since the driver only has the possibility of directly influencing the requested torque but not directly the requested speed, external influences can cause the same brake pedal travel to result in a different vehicle speed in different situations. Thus, the deflection of the brake pedal which produces a slow start of the vehicle on a horizontal road, is not possibly sufficient on a slope to move the vehicle and this can even cause the vehicle to roll back, unintentionally. vehicle. To achieve the desired traveling speed, the driver must compensate for external influences himself by adapting the travel of the brake pedal.

Le document DE 102 21 835 A1 propose d’associer un capteur d’inclinaison à un véhicule entraîné par un moteur électrique. Le régulateur de marche lente tient compte des données du capteur d’inclinaison en modifiant le couple demandé en fonction du débattement de la pédale de frein pour que le véhicule atteigne la même vitesse que celle qu’il aurait pour le même débattement de la pédale de frein sur une voie de circulation horizontale.Document DE 102 21 835 A1 proposes to associate an inclination sensor with a vehicle driven by an electric motor. Crawl Control takes data from the tilt sensor into account by modifying the torque demanded as a function of brake pedal travel so that the vehicle reaches the same speed it would have for the same brake pedal travel. brake on a horizontal traffic lane.

EXPOSE ET AVANTAGES DE L’INVENTIONDESCRIPTION AND ADVANTAGES OF THE INVENTION

A cet effet, l’invention a pour objet un procédé pour prédéfinir un couple de consigne d’un moteur électrique de véhicule automobile pendant la phase de démarrage, selon lequel à partir du débattement de la pédale de frein on détermine une vitesse de consigne du véhicule et à partir de la vitesse de consigne on détermine le couple consigne.To this end, the subject of the invention is a method for predefining a setpoint torque of an electric motor of a motor vehicle during the start-up phase, according to which, from the travel of the brake pedal, a setpoint speed of the vehicle and from the set speed the set torque is determined.

Le procédé pour prédéfinir le couple de consigne du moteur électrique du véhicule automobile peut servir pendant la phase de démarrage pour prédéfinir le couple de consigne dans un régulateur de marche lente. Le moteur électrique peut être la seule source motrice du véhicule, mais également être le moteur électrique d’un véhicule hydride utilisé pour la phase de démarrage en mode purement électrique. A partir du débattement de la pédale de frein du véhicule, on détermine une vitesse de consigne du véhicule. Le débattement peut se déterminer, par exemple, en fonction de la course de la pédale de frein ou de la pression de frein dans le maître-cylindre. Le couple de consigne se détermine alors à partir de la vitesse de consigne.The method for predefining the setpoint torque of the electric motor of the motor vehicle can be used during the start-up phase to predefine the setpoint torque in a slow running regulator. The electric motor can be the vehicle's only power source, but also be the electric motor of a hybrid vehicle used for the start-up phase in purely electric mode. From the movement of the brake pedal of the vehicle, a target speed of the vehicle is determined. The travel can be determined, for example, depending on the stroke of the brake pedal or the brake pressure in the master cylinder. The setpoint torque is then determined from the setpoint speed.

Ce procédé permet une application simple dans un programme qui règle la vitesse de consigne souhaitée suivant chaque demande. Dans ces conditions, il n’est pas nécessaire de déterminer un couple limite en procédant à de multiples essais. Cela permet notamment de déterminer la vitesse de consigne à l’aide d’un champ de caractéristiques à partir du débattement de la pédale de frein.This method allows a simple application in a program which sets the desired setpoint speed according to each request. Under these conditions, it is not necessary to determine a limit torque by carrying out multiple tests. In particular, this makes it possible to determine the set speed using a field of characteristics from the travel of the brake pedal.

Cette prédéfinition se fait, de préférence, à l’aide d’un régulateur PI implémenté de manière simple dans un programme.This predefinition is preferably done using a PI regulator implemented in a simple way in a program.

On applique au régulateur PI, (régulateur proportionnel/intégral) de préférence, la différence entre la vitesse de consigne et la vitesse réelle du véhicule. Par cette régulation dépendant de la vitesse, on obtient, indépendamment de la pente de la voie de circulation, toujours le même comportement de manœuvre du véhicule pour le conducteur. Même pour d’autres influences s’exerçant sur le véhicule qui pourraient faire que pour un certain couple on arrive à une vitesse moindre que ce qui serait prévisible dans les conditions normales, comme, par exemple, pour une charge plus importante du véhicule résultant d’un fort chargement ou de l’attelage d’une remorque au véhicule, le procédé permet de régler la vitesse de consigne souhaitée sans avoir à réduire le couple de sortie.The difference between the setpoint speed and the actual speed of the vehicle is preferably applied to the PI regulator (proportional/integral regulator). This speed-dependent regulation always achieves the same vehicle maneuvering behavior for the driver, regardless of the gradient of the traffic lane. Even for other influences acting on the vehicle which could cause that for a certain torque one arrives at a lower speed than what would be foreseeable under normal conditions, such as, for example, for a greater load on the vehicle resulting from heavy loading or the coupling of a trailer to the vehicle, the method makes it possible to adjust the desired setpoint speed without having to reduce the output torque.

Un autre avantage du procédé par rapport à la réduction indirecte de la vitesse du véhicule par rapport à la vitesse minimale réglée en fonction du débattement de la pédale de frein par une limitation du couple est d’éviter l’effet d’emballement qui entraînerait la limitation de la sortie du régulateur de marche lente.Another advantage of the method compared to the indirect reduction of the speed of the vehicle in relation to the minimum speed set according to the travel of the brake pedal by a limitation of the torque is to avoid the runaway effect which would cause the limitation of the creep controller output.

Le programme d’ordinateur est conçu pour exécuter les étapes du procédé, en particulier, lorsque le programme est appliqué à un calculateur ou à une commande électronique. Il permet l’implémentation de différentes formes de réalisation du procédé dans un appareil de commande électronique sans avoir à faire des modifications de construction. Pour cela, le programme est enregistré sur un support de mémoire lisible par une machine.The computer program is designed to carry out the process steps, in particular, when the program is applied to a computer or to an electronic control. It allows the implementation of different embodiments of the method in an electronic control device without having to make structural changes. For this, the program is stored on a machine-readable memory medium.

L’exécution du programme d’ordinateur dans un appareil de commande électronique habituel permet à l’appareil de commande électronique conçu pour prédéfinir le couple de consigne du moteur électrique d’un véhicule automobile pendant la phase de démarrage à l’aide du procédé.Executing the computer program in a usual electronic control device enables the designed electronic control device to preset the target torque of the electric motor of a motor vehicle during the starting phase using the method.

La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide des dessins annexés dans lesquels :The present invention will be described below in more detail with the aid of the accompanying drawings in which:

composants schématiques d’un véhicule appliquant le procédé selon un exemple de réalisation de l’invention pour prédéfinir le couple de consigne d’un moteur électrique, schematic components of a vehicle applying the method according to an exemplary embodiment of the invention to predefine the setpoint torque of an electric motor,

structure d’une partie d’un régulateur de marche lente selon l’état de la technique, structure of part of a slow running regulator according to the state of the art,

structure d’une partie d’un régulateur de marche lente selon un exemple de réalisation de l’invention. structure of a part of a creep regulator according to an embodiment of the invention.

DESCRIPTION DE MODES DE REALISATIONDESCRIPTION OF EMBODIMENTS

La montre un véhicule automobile en forme de véhicule électrique équipé d’un moteur électrique 10. Le moteur est commandé par un appareil de commande électronique 20. La pédale de frein 30 comporte un corps de pédale 31 actionné par le conducteur. La pédale de frein 30 est montée pivotante sur une articulation 32. En position partiellement pivotée 30a, on a le débattement β qui est transmis à l’appareil de commande électronique 20.There shows a motor vehicle in the form of an electric vehicle equipped with an electric motor 10. The motor is controlled by an electronic control device 20. The brake pedal 30 comprises a pedal body 31 actuated by the driver. The brake pedal 30 is pivotally mounted on an articulation 32. In the partially pivoted position 30a, there is travel β which is transmitted to the electronic control device 20.

Un régulateur de marche lente, habituel, implémenté dans l’appareil de commande électronique 20 comporte un élément de régulateur 21 comme celui représenté à la . Celui-ci reçoit le débattement β. A l’aide d’un champ de caractéristiques 22, le débattement β donne le couple de consigne Msoll du moteur électrique 10. Dans la phase de démarrage du véhicule, lorsque la pédale d’accélérateur n’est pas actionnée, le couple réel du moteur électrique 10 est régulé par le régulateur marche lente en fonction de ce couple de consigne Msoll.A typical creep regulator implemented in the electronic control device 20 comprises a regulator element 21 such as that shown in . This receives the displacement β. Using a field of characteristics 22, the travel β gives the setpoint torque Msoll of the electric motor 10. In the vehicle start-up phase, when the accelerator pedal is not actuated, the actual torque of the electric motor 10 is regulated by the slow running regulator as a function of this setpoint torque Msoll.

Dans un exemple de réalisation du procédé de l’invention, l’élément régulateur 21 présente la structure représentée à la pour obtenir le couple de consigne Msoll. Cet élément de régulateur 21 reçoit le débattement β. Dans un champ de caractéristiques 23 qui diffère du champ de caractéristiques 22 de l’élément de régulateur 21 connu, à partir du débattement β, on détermine une vitesse de consigne vsoll du véhicule. A partir de cette vitesse de consigne Vsoll et d’une vitesse réelle vist du véhicule, on détermine la différence Δv. Cette différence Δv est appliquée à un régulateur PI (régulateur proportionnel/intégral) 24. A partir du signe algébrique de la différence, le régulateur saura si pour atteindre la vitesse de consigne vsoll il faut augmenter ou diminuer la vitesse réelle vist et de quelle amplitude, il faut augmenter ou diminuer la vitesse. A partir de là, le régulateur PI 24 détermine un couple de consigne Msoll pour le moteur électrique 10 qui est traité de la même manière que dans un régulateur de marche lente, habituel. Partant du débattement β de la pédale de frein 30 ce procédé permet au conducteur, de régler directement la vitesse de consigne Vsoll du véhicule et cela indépendamment des influences extérieures appliquées au véhicule pour avoir l’accélération du véhicule pour atteindre la vitesse souhaitée Vsoll.In an exemplary embodiment of the method of the invention, the regulating element 21 has the structure shown in to obtain the setpoint torque Msoll. This regulator element 21 receives the displacement β. In a field of characteristics 23 which differs from the field of characteristics 22 of the known regulator element 21, from the deflection β, a setpoint speed vsoll of the vehicle is determined. From this setpoint speed Vsoll and an actual speed vist of the vehicle, the difference Δv is determined. This difference Δv is applied to a PI regulator (proportional/integral regulator) 24. From the algebraic sign of the difference, the regulator will know whether to reach the setpoint speed vsoll it is necessary to increase or decrease the actual speed vist and by what amplitude , increase or decrease the speed. From there, the PI regulator 24 determines a setpoint torque Msoll for the electric motor 10 which is processed in the same way as in a usual slow running regulator. Starting from the movement β of the brake pedal 30, this method allows the driver to directly adjust the setpoint speed Vsoll of the vehicle and this independently of the external influences applied to the vehicle in order to have the acceleration of the vehicle to reach the desired speed Vsoll.

NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUXNOMENCLATURE OF THE MAIN ELEMENTS

10 Moteur électrique10 Electric motor

20 Appareil de commande électronique20 Electronic control unit

21 Elément de régulateur21 Regulator element

22 Champ de caractéristiques22 Characteristics field

24 Régulateur PI24 PI controller

30 Pédale de frein30 Brake pedal

30a Position déplacée30a Displaced position

31 Corps de pédale31 Pedal body

32 Articulation32 Joint

β Débattement de la pédaleβ Pedal travel

Msoll Couple de consigneMsoll Setpoint torque

Vist Vitesse réelle du véhiculeVist Actual vehicle speed

vsoll Vitesse de consignevsoll Set speed

Δv Différence entre la vitesse de consigne vsoll et la vitesse réelle vistΔv Difference between the setpoint speed vsoll and the actual speed vist

Claims (7)

Procédé pour prédéfinir un couple de consigne (Msol) d’un moteur électrique (10) de véhicule automobile pendant la phase de démarrage, selon lequel à partir du débattement (β) de la pédale de frein (30) on détermine une vitesse de consigne (vsoll) du véhicule et à partir de la vitesse de consigne (vsoll) on détermine le couple de consigne (Msol).Method for predefining a setpoint torque (Msol) of an electric motor (10) of a motor vehicle during the start-up phase, according to which from the travel (β) of the brake pedal (30) a setpoint speed is determined (vsoll) of the vehicle and from the setpoint speed (vsoll) the setpoint torque (Msol) is determined. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
on détermine la vitesse de consigne (vsoll) à l’aide d’un champ de caractéristiques à partir du débattement (β) de la pédale de frein (30).Method according to claim 1,
characterized in that
the setpoint speed (vsoll) is determined using a field of characteristics from the travel (β) of the brake pedal (30). Procédé selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que
on prédéfinit à l’aide d’un régulateur PI.Method according to claim 1 or 2,
characterized in that
on preset using a PI controller. Procédé selon la revendication 3,
caractérisé en ce que
on applique au régulateur PI une différence (Δv) entre la vitesse de consigne (vsoll) et la vitesse réelle (vist) du véhicule.Method according to claim 3,
characterized in that
a difference (Δv) between the setpoint speed (vsoll) and the actual speed (vist) of the vehicle is applied to the PI regulator. Programme d’ordinateur comportant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 lorsque le programme est exécuté sur un ordinateur.A computer program comprising program code instructions for carrying out the steps of the method according to any one of claims 1 to 4 when the program is executed on a computer. Support de mémoire lisible par une machine comportant l’enregistrement du programme d’ordinateur selon la revendication 5.A machine-readable memory medium carrying the computer program record according to claim 5. Appareil de commande électronique (20) conçu pour prédéfinir un couple de consigne (Msoll) d’un moteur électrique (10) d’un véhicule automobile pendant la phase de démarrage à l’aide d’un procédé selon l’une des revendications 1 à 4.Electronic control device (20) designed to predefine a target torque (Msoll) of an electric motor (10) of a motor vehicle during the start-up phase using a method according to one of Claims 1 at 4.
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