FR3133409A1 - Procédé de commande du mode de roulage dégradé dit « limp home pédale » dans un véhicule électrique - Google Patents

Procédé de commande du mode de roulage dégradé dit « limp home pédale » dans un véhicule électrique Download PDF

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Abstract

Le procédé est mis en œuvre dans un véhicule ayant une chaîne de traction électrique, le véhicule comprenant un dispositif de pédale d’accélération délivrant respectivement une information de position (I_CP) et une information de fin de course (I_PD) de pédale d’accélération, le mode de « Limp Home pédale » (S_LH) étant activé par une défaillance détectée (B0) de l’information de position de pédale, et une commande de plein couple moteur (S_PD) étant activée lorsque l’information de fin de course indique un enfoncement maximum de la pédale d’accélération. Conformément à l’invention, le procédé comprend une limitation (B3B) du couple moteur délivrable par la chaîne de traction électrique à une valeur inférieure (CLHmax) à un plein couple moteur lorsqu’une commande de délivrance du plein couple moteur est activée (B2) pendant le mode de « Limp Home pédale ». Figure 4

Description

PROCÉDÉ DE COMMANDE DU MODE DE ROULAGE DÉGRADÉ DIT « LIMP HOME PÉDALE » DANS UN VÉHICULE ÉLECTRIQUE
L’invention se situe de manière générale dans le domaine de la mise en sécurité des véhicules. Plus particulièrement, l’invention se rapporte à un procédé de commande d’un mode de roulage dégradé dit « Limp Home pédale » dans un véhicule ayant une chaîne de traction électrique.
Dans les véhicules automobiles, il est prévu un mode de roulage dégradé dit « Limp Home » qui est activé par les calculateurs du véhicule lorsque ceux-ci perdent l’information du niveau d’enfoncement de la pédale d’accélération du véhicule. Typiquement, la perte de l’information du niveau d’enfoncement de la pédale d’accélération est due à une panne d’un capteur de position de la pédale d’accélération ou à un problème de connectique. Dans le mode de roulage de « Limp Home », qui est activé par le calculateur superviseur de la chaîne de traction du véhicule suite à une détection de perte d’information, un roulage du véhicule à faible vitesse stabilisée, par exemple à 17 km/h, avec un couple moteur bridé, est autorisé de façon à permettre aux utilisateurs de conduire le véhicule jusqu’à une destination souhaitée, comme un centre de service après-vente.
Les documents US6199535B1 et US5950597A décrivent des procédés de commande de mode de roulage de « Limp Home » dans le cas d’une défaillance de la commande des gaz dans un véhicule thermique.
Le document US6199535B1 traite de la sortie d’un mode de roulage de « Limp Home » lorsque la défaillance à l’origine de l’activation de ce mode disparait. La commande décrite prévoit, en sortie du mode de roulage de « Limp Home », un retour progressif du couple moteur effectif jusqu’au couple moteur calibré correspondant au niveau d’enfoncement de la pédale d’accélération, de façon à éviter de surprendre le conducteur par une variation brutale du couple moteur.
Dans le document US5950597A, il est décrit un mode de roulage de « Limp Home » qui est activé lors d’une défaillance au niveau des capteurs de débit de gaz. Le mode de roulage de « Limp Home » est ici obtenu en plaçant le papillon des gaz à une ouverture fixe déterminée et en réglant le débit de l’injection de carburant à un niveau calibré correspondant à l’ouverture fixe du papillon des gaz. Le moteur thermique est alors bridé et fournit un couple moteur fixe.
Dans les véhicules ayant une chaîne de traction électrique, le mode de « Limp Home pédale », qui s’active avec une perte d’information de la pédale d’accélération, est obtenu à l’aide d’une cartographie qui détermine, en fonction de la vitesse du véhicule, le couple moteur que doit délivrer la machine électrique tournante de traction pour obtenir la faible vitesse de roulage stabilisée voulue.
Un exemple de courbe de couple moteur à la roue en fonction de la vitesse du véhicule pour un mode de roulage de « Limp Home pédale » dans un véhicule électrique est montré à la . Dans cette courbe, le couple moteur à la roue CR et la vitesse SPV du véhicule sont indiqués respectivement en Newton-mètre (Nm) et en kilomètre/heure (Km/h). Les valeurs du couple à la roue CR sont calibrées en fonction du véhicule électrique lors de la phase de mise au point de celui-ci.
Dans le mode de roulage de « Limp Home pédale », le calculateur superviseur de la chaîne de traction électrique du véhicule commande la machine électrique de traction de façon à stabiliser la vitesse SPV du véhicule à une vitesse de roulage cible sur le plat SP_LH. Cette vitesse SP_LH est la faible vitesse de roulage stabilisée susmentionnée du mode de roulage de « Limp Home pédale ».
Ainsi, tant que le véhicule n’a pas atteint la vitesse de roulage cible SP_LH, égale à 17 km/h dans l’exemple considéré ici de la , le calculateur superviseur de la chaîne de traction électrique du véhicule commande à la machine électrique de traction de fournir du couple CR, afin d’augmenter la vitesse SPV du véhicule jusqu’à atteindre la vitesse de roulage cible SP_LH = 17 km/h sur le plat. Lorsque le véhicule atteint et dépasse la vitesse de roulage cible SP_LH = 17 km/h, le calculateur superviseur commande à la machine électrique de prélever du couple, afin de réduire la vitesse SPV du véhicule jusqu’à atteindre la vitesse de roulage cible SP_LH = 17 km/h sur le plat. En marche avant, lorsque le levier de vitesse du véhicule est en position « D », le calculateur superviseur commande à la machine électrique de fournir un couple CR positif. En marche arrière, lorsque le levier de vitesse du véhicule est en position « R », le calculateur superviseur commande à la machine électrique de fournir un couple CR négatif. Dans cet exemple, le couple CR évolue entre environ 900 Nm (accélération) et -600 Nm (décélération). Le couple CR négatif est ici dégressif au-delà de 30Km/h, de façon à respecter la réglementation qui interdit une décélération supérieure à 1,25 m/s² lorsque les feux de stop arrière ne sont pas allumés. Dans cet exemple, l’allumage des feux de stop n’est pas automatique et ne s’allument que si la pédale de frein est appuyée.
Des essais de roulage réalisés par l’entité inventive avec un véhicule électrique ayant un mode de roulage de « Limp Home pédale » de l’état de la technique, tel que décrit ci-dessus, ont révélé une situation de vie susceptible de conduire à l’occurrence d’un évènement dangereux. Lorsque le véhicule électrique passe en mode de « Limp Home pédale », le conducteur constate une absence de prise en compte de sa volonté et réagit en appuyant plus fort sur la pédale d’accélération. Quand la pédale d’accélération est appuyée à fond par le conducteur, celle-ci vient en fin de course et active un capteur dit de « point dur » ou « KD », pour « Kick Down » en anglais. L’activation de ce capteur « KD » est interprétée par le calculateur superviseur de la chaîne de traction comme une situation d’urgence que doit gérer le conducteur et le calculateur commande alors la fourniture du plein couple moteur par la machine électrique. Dans l’exemple décrit plus haut en référence à la , en considérant que le plein couple moteur est de l’ordre de 2300 Nm, le conducteur peut être surpris par une variation brutale du couple fourni, qui passe brutalement d’une valeur comprise entre 900 Nm et -600 Nm à une valeur de 2300 Nm. La surprise du conducteur est génératrice de danger, car elle peut conduire à une action ou manœuvre intempestive de sa part.
Il existe donc un besoin pour un procédé perfectionné de commande du mode de roulage de « Limp Home pédale » dans un véhicule ayant une chaîne de traction électrique.
Selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de commande d’un mode de roulage dégradé dit « Limp Home pédale » dans un véhicule ayant une chaîne de traction électrique, le véhicule comprenant un dispositif de pédale d’accélération muni d’un premier capteur et d’un deuxième capteur délivrant respectivement une information de position de pédale d’accélération et une information de fin de course de pédale d’accélération, le mode de roulage dégradé de « Limp Home pédale » étant activé par une défaillance détectée de l’information de position de pédale d’accélération, et une commande de plein couple moteur étant activée lorsque l’information de fin de course de pédale d’accélération indique un enfoncement maximum de la pédale d’accélération. Conformément à l’invention, le procédé comprend une limitation du couple moteur délivrable par la chaîne de traction électrique à une valeur inférieure à un plein couple moteur lorsqu’une commande de délivrance du plein couple moteur est activée pendant le mode de roulage dégradé de « Limp Home pédale ».
Selon une caractéristique particulière du procédé, la limitation du couple moteur délivrable par la chaîne de traction électrique est obtenue en forçant l’information de fin de course de pédale d’accélération de façon à interdire à celle-ci d’indiquer un enfoncement maximum de la pédale d’accélération.
Selon une autre caractéristique particulière du procédé, la valeur inférieure au plein couple moteur qui est activée par la limitation est égale à la valeur d’un couple moteur maximum délivrable par la chaîne de traction électrique dans le mode de roulage dégradé de « Limp Home pédale ».
Selon une encore autre caractéristique particulière du procédé, la valeur inférieure au plein couple moteur qui est activée par la limitation est supérieure à la valeur d’un couple moteur maximum délivrable par la chaîne de traction électrique dans le mode de roulage dégradé de « Limp Home pédale ».
L’invention concerne aussi un calculateur comprenant une mémoire stockant des instructions de programme pour la mise en œuvre du procédé décrit brièvement ci-dessus.
L’invention concerne aussi un véhicule ayant une chaîne de traction électrique et comprenant un calculateur comme indiqué ci-dessus.
D’autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-dessous de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
La montre un exemple de courbe du couple moteur à la roue en fonction de la vitesse de roulage pour un mode de roulage de « Limp Home pédale » dans un véhicule électrique.
La est un bloc-diagramme schématique d’un exemple de véhicule électrique dans lequel est mis en œuvre le procédé selon la présente invention.
La est un logigramme d’un processus de traitement dans un premier mode de réalisation particulier du procédé selon la présente invention.
La est un logigramme d’un autre processus de traitement dans un deuxième mode de réalisation particulier du procédé selon la présente invention.
En référence aux Figs.1 à 4, il est maintenant décrit ci-dessous des premier et deuxième modes de réalisation particuliers du procédé selon l’invention dans le cadre d’une application à un véhicule électrique VE. De manière générale, l’invention est applicable à tout véhicule ayant une chaîne de traction électrique, à savoir, les véhicules de type tout électrique, hybrides, à pile à combustible et autres.
En référence à la , le véhicule électrique VE comprend une chaîne de traction électrique ayant un groupe motopropulseur électrique e-GMP. Le groupe motopropulseur électrique e-GMP comporte une machine électrique tournante de traction et un réducteur de vitesse (non représentés) et est alimenté en énergie électrique par un stockeur électrique haute tension BAT_HV et un convertisseur électrique CONV de type continu-alternatif (DC/AC). La chaîne de traction électrique du véhicule VE est gérée par un calculateur superviseur eVCU.
Un dispositif de pédale d’accélération PF du véhicule VE est également montré à la . Le dispositif de pédale d’accélération PF comprend essentiellement un mécanisme de pédale MP, un capteur de position de pédale d’accélération CP et un capteur de fin de course de pédale d’accélération PD. Le capteur de fin de course de pédale d’accélération PD est le capteur dit « KD » susmentionné. Les capteurs CP et PD fournissent respectivement une information de position de pédale d’accélération I_CP et une information de fin de course de pédale d’accélération I_PD qui sont fournies au calculateur superviseur eVCU.
Le procédé selon l’invention est mis en œuvre dans le véhicule VE au moyen d’un module logiciel embarqué ESW. Dans cet exemple de réalisation, le module logiciel embarqué ESW est implanté dans le calculateur superviseur eVCU de la chaîne de traction électrique du véhicule VE, plus précisément dans une mémoire MEM de ce calculateur.
Le module logiciel ESW autorise la mise en œuvre du procédé selon l’invention par l’exécution d’instructions de code de programme par un processeur (non représenté) du calculateur superviseur eVCU, dans lequel est hébergé le module ESW dans cet exemple de réalisation.
Le calculateur superviseur eVCU héberge différentes stratégies de supervision de la chaîne de traction électrique qui sont mises en œuvre par un ou plusieurs autres modules logiciels embarqués. Pour la mise en œuvre du procédé de l’invention, le calculateur superviseur eVCU peut être amené à coopérer, sous la supervision du module logiciel ESW, avec d’autres calculateurs du véhicule via un réseau de communication de données BCD, typiquement de type « CAN ». Dans d’autres modes de réalisation, le module logiciel ESW pourra être hébergé dans un calculateur du véhicule autre que le calculateur superviseur eVCU susmentionné.
Comme représenté schématiquement à la , pour la mise en œuvre du procédé de l’invention, le module logiciel ESW coopère avec un module logiciel S_LH mettant en œuvre la stratégie de commande du mode de « Limp Home pédale » et avec un module logiciel S_PD mettant en œuvre la stratégie de commande du plein couple moteur lors de l’activation du capteur « KD » susmentionné.
Le processus de traitement réalisé par le module logiciel ESW pour la mise en œuvre du premier mode de réalisation particulier du procédé selon l’invention est maintenant décrit en détail ci-dessous en référence au logigramme de la .
Comme visible à la , le module logiciel S_LH, gérant la stratégie de commande du mode de « Limp Home pédale », comprend un bloc fonctionnel B0 qui vérifie en permanence la validité de l’information de position de pédale d’accélération I_CP. Lorsque l’information I_CP est détectée comme étant défaillante, I_CP = « NOK », le bloc fonctionnel B0 active une sortie Y qui est transmise à un bloc fonctionnel B1. Dans le cas contraire, l’information I_CP étant détectée valide, le bloc fonctionnel B0 active une sortie N et boucle en attente.
Le bloc fonctionnel B1 a pour fonction de prendre la décision d’activer ou pas le mode de « Limp Home pédale » lorsque l’information de position de pédale d’accélération I_CP est détectée défaillante, I_CP = « NOK » par le bloc fonctionnel B0. Ainsi, lorsque le bloc fonctionnel B1 reçoit, en provenance du bloc fonctionnel B0, la sortie Y active qui indique la défaillance de l’information I_CP, il prend la décision d’activer le mode de « Limp Home pédale », éventuellement après la prise en compte aussi d’autres informations relatives à des situations de vie particulières du véhicule VE. La décision prise par le bloc fonctionnel B1 est renseignée par une information D_LH d’activation du mode de « Limp Home pédale ». L’information D_LH est fournie en entrée au module logiciel ESW mettant en œuvre le procédé de l’invention.
Outre l’information d’activation de mode « Limp Home pédale » D_LH, le module logiciel ESW reçoit également en entrée l’information de fin de course de pédale d’accélération I_PD susmentionnée. Le processus de traitement du module logiciel ESW comprend un bloc fonctionnel B2 ayant pour fonction de vérifier l’information d’activation de mode « Limp Home pédale » D_LH . Lorsque l’information D_LH est détectée comme étant positive, D_LH = « OK », ce qui signifie une activation commandée du mode de « Limp Home pédale », le bloc fonctionnel B2 active une sortie Y. Dans le cas contraire, lorsque l’information D_LH est détectée comme étant négative, D_LH = « NOK », ce qui signifie une non activation du mode de « Limp Home pédale », le bloc fonctionnel B2 active une sortie N. Les sorties Y et N délivrées par le bloc fonctionnel B2 sont fournies en entrée à un bloc fonctionnel B3A.
Dans ce premier mode de réalisation particulier du procédé de l’invention, le bloc fonctionnel B3A a pour fonction d’interdire l’exécution de la stratégie de commande de plein couple moteur mise en œuvre par le module logiciel S_PD lorsque le mode de « Limp Home pédale » est activé. Cette interdiction de la stratégie de commande de plein couple moteur est réalisée au moyen d’une désactivation, I_PD = « 0 », de l’information de fin de course de pédale d’accélération I_PD lorsque le mode de « Limp Home pédale » est activé. Lorsque la sortie Y du bloc fonctionnel B2 est activé, le bloc fonctionnel B3A force l’information de fin de course de pédale d’accélération I_PD à un état inactif I_PD = « 0 ». L’information I_PD forcée à I_PD = « 0 » indique une non activation du capteur de position de pédale d’accélération CP, ce qui interdit le lancement de la stratégie de commande de plein couple moteur par le module logiciel S_PD. Lorsque la sortie N du bloc fonctionnel B2 est activé, le bloc fonctionnel B3A transmet sans modification l’information de fin de course de pédale d’accélération I_PD au module logiciel S_PD pour la stratégie de commande de plein couple moteur par le module logiciel S_PD.
Le processus de traitement réalisé par le module logiciel ESW pour la mise en œuvre du deuxième mode de réalisation particulier du procédé selon l’invention est maintenant décrit en détail ci-dessous en référence au logigramme de la .
Ce deuxième mode de réalisation particulier diffère du premier mode de réalisation décrit plus haut en ce que le bloc fonctionnel B3A est remplacé par un bloc fonctionnel B3B. Le bloc fonctionnel B3B procure une gestion différente de la situation de vie dans laquelle une activation du capteur de fin de course de pédale d’accélération PD intervient lorsque le mode de « Limp Home pédale » est activé.
Dans ce deuxième mode de réalisation particulier du procédé de l’invention, le bloc fonctionnel B3B a pour fonction non pas d’interdire complètement l’exécution de la stratégie de commande de plein couple moteur (S_PD) dans le mode de « Limp Home pédale », mais de limiter le couple moteur que peut commander cette stratégie à une valeur de couple moteur bridé maximum CLHmax qui est calibrée lors de la mise au point véhicule. Le couple moteur bridé maximum CLHmax est calibré à une valeur comprise entre la valeur du couple moteur maximum délivrable en mode de « Limp Home pédale », de 900 Nm dans l’exemple décrit en relation avec la , et une valeur sensiblement inférieure au plein couple moteur que peut commander la stratégie de commande de plein couple moteur. Il est ainsi possible de limiter la variation brutale de couple moteur, décrite plus haut, qui est susceptible de surprendre le conducteur en cas d’activation du capteur de fin de course de pédale d’accélération PD pendant le mode de « Limp Home pédale ».
Comme visible à la , pour réaliser son processus de traitement, le bloc fonctionnel B3B reçoit en entrée les sorties Y et N du bloc fonctionnel B2, ainsi que l’information de fin de course de pédale d’accélération I_PD délivrée par le capteur PD. Lorsque la sortie N du bloc fonctionnel B2 est activée, le mode de « Limp Home pédale » n’est pas actif et le bloc fonctionnel B3B transmet l’information I_PD sans modification pour la stratégie de commande de plein couple moteur mise en œuvre par le module logiciel S_PD. Lorsque la sortie Y du bloc fonctionnel B2 est activée, le mode de « Limp Home pédale » est actif et le bloc fonctionnel B3B transmet alors l’information I_PD sans modification, ainsi que la valeur du couple moteur bridé maximum CLHmax qui devra être prise en compte par la stratégie de commande de plein couple moteur mise en œuvre par le module logiciel S_PD.
L’invention ne se limite pas aux modes de réalisation particuliers qui ont été décrits ici à titre d’exemple. L’homme du métier, selon les applications de l’invention, pourra apporter différentes modifications et variantes entrant dans le champ de protection de l’invention.

Claims (6)

  1. Procédé de commande d’un mode de roulage dégradé dit « Limp Home pédale » (S_LH) dans un véhicule (VE) ayant une chaîne de traction électrique, ledit véhicule (VE) comprenant un dispositif de pédale d’accélération (PF) muni d’un premier capteur (CP) et d’un deuxième capteur (PD) délivrant respectivement une information de position de pédale d’accélération (I_CP) et une information de fin de course de pédale d’accélération (I_PD), ledit mode de roulage dégradé de « Limp Home pédale » (S_LH) étant activé par une défaillance détectée (B0) de ladite information de position de pédale d’accélération (I_CP), et une commande de plein couple moteur (S_PD) étant activée lorsque ladite information de fin de course de pédale d’accélération (I_PD) indique un enfoncement maximum de la pédale d’accélération (PF), caractérisé en ce qu’il comprend une limitation (B3A, B3B) du couple moteur délivrable par ladite chaîne de traction électrique à une valeur inférieure (CLHmax) à un plein couple moteur lorsqu’une commande de délivrance (S_PD) dudit plein couple moteur est activée (B2) pendant ledit mode de roulage dégradé de « Limp Home pédale ».
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite limitation du couple moteur délivrable par ladite chaîne de traction électrique est obtenue en forçant (B3A) ladite information de fin de course de pédale d’accélération (I_PD) de façon à interdire à celle-ci (I_PD, 0) d’indiquer un enfoncement maximum de ladite pédale d’accélération (PF).
  3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite valeur inférieure (CLHmax) audit plein couple moteur qui est activée par ladite limitation (B3B) est égale à la valeur d’un couple moteur maximum délivrable par ladite chaîne de traction électrique dans ledit mode de roulage dégradé de « Limp Home pédale ».
  4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite valeur inférieure (CLHmax) audit plein couple moteur qui est activée par ladite limitation (B3B) est supérieure à la valeur d’un couple moteur maximum délivrable par ladite chaîne de traction électrique dans ledit mode de roulage dégradé de « Limp Home pédale ».
  5. Calculateur (eVCU) caractérisé en ce qu’il comprend une mémoire (MEM) stockant des instructions de programme (ESW) pour la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.
  6. Véhicule ayant une chaîne de traction électrique, caractérisé en ce qu’il comprend un calculateur (eVCU) selon la revendication 5.
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