WO2002045991A1 - Vehicule automobile a motorisation hybride - Google Patents

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WO2002045991A1
WO2002045991A1 PCT/FR2001/003867 FR0103867W WO0245991A1 WO 2002045991 A1 WO2002045991 A1 WO 2002045991A1 FR 0103867 W FR0103867 W FR 0103867W WO 0245991 A1 WO0245991 A1 WO 0245991A1
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PCT/FR2001/003867
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Eric Chauvelier
Stéphane HEMEDINGER
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Renault
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Definitions

  • the present invention relates to a motor vehicle with hybrid motorization, the supervision of which takes into account the minimization of pollution by the heat engine.
  • motor vehicles driven by two motors have already been described, one being an explosion engine, the second being an electric motor.
  • the motor vehicle comprises means for transmitting the engine torque produced by one or other of the engines to the drive wheels of the vehicle.
  • a particular problem has already been solved which makes it possible, by means of a taxi supervisor, to determine under such circumstances which of the two motors must be connected to the drive wheels. Such circumstances are encountered when testing conditions like vehicle speed, smoothness and fuel consumption.
  • the hybrid motor vehicle is now usually equipped with a catalytic converter which filters out polluting particles and certain toxic compounds from the exhaust gases.
  • the deg re of pollution will be reduced all the more that the thermal state of the catalytic converter will be taken into account.
  • it is deeply influenced by the periods of starting or stopping the heat engine as well as by its engine speed as a function of the torque requested.
  • the present invention relates to a motor vehicle with hybrid motorization, of the type in which a drive chain comprises in particular one. electric motor and a heat engine which provide engine torque so as to contribute to driving the vehicle, and of the type in which a supervisor performs supervision of the operation of the drive chain, characterized in that the supervisor performs continuously during the driving the vehicle a supervision cycle consisting in managing the available motive energy, then in distributing the available torque, and in that the supervisor comprises:
  • an energy management means which receives state variables from state controllers to determine the state of the drive chain and which produces:
  • alpha_filter or alpha
  • beta-filter or beta which determines, according to the state of the drive chain and the speed of rotation of the heat engine, the fraction of the maximum thermal torque to be produced by the heat engine;
  • a means of distributing the torque which receives state variables from state controllers associated with the components of the drive chain and the two parameters produced by the energy management means, and which produces: - a torque setpoint for the electric motor;
  • the energy management means comprises: a driving mode management means which receives and which produces a means for managing the distribution laws.
  • the means for managing the driving mode receives from a battery gauge controller a state variable indicating the state of charge of the battery and it comprises: a first means of test to assess whether the battery is overcharged in positive response to which the taxiing mode management means performs a task which assigns a value
  • a second test means which is activated if the first test is in negative response, for estimating whether the battery is in default of charge in positive response to which the driving mode means performs a task which assigns a FALSE value to a state variable indicating that the drive chain does not work with the electric motor.
  • the means for managing distribution laws comprises:
  • the means for determining the blocking conditions receives the state variables of the state controllers of the clutch and of the electric motor as well as the state variable produced by the management means of the driving mode, and it produces, during a task, a state variable according to a predetermined logical product.
  • the means for determining the use of the heat engine receives: - a first state of availability variable of the heat engine;
  • the means for filtering the alpha and beta coefficients receives first and second state variables of the clutch and the catalyst, and it performs a first test to determine whether the first state variable is TRUE, in positive response to which it performs a second test to determine whether the second state variable is TRUE, in positive response to which it produces a first state variable and a second state variable having a first common constant value recorded in the supervisor, a negative response to the first test, it assigns to the second state variable a second higher constant value as the first constant value (Normal) and to the first variable 'status a third constant value smaller than the first constant value , in negative response to the second test, it assigns to the first and to the second state variables a third constant value smaller than the first constant value, finally, it executes a task of filtering the state variables produced by the means determining the use of the heat engine, the filtering function receiving the value to be filtered and the two state variables produced in response to the tests, the latter two determining the shape of the filtering template,
  • the means for distributing the torque comprises: - a first means for determining the maximum and minimum limit values of the couples of the two electric and thermal motors; a second means for determining the torque of the heat engine during initial stages which receives the state variables originating from the energy management means, the torque limit values produced by the first means for determining the maximum limit values and minimum torques of the two electric and thermal motors, as well as the state variable from the torque request member; - a third means to ensure the response to the torque request.
  • the second means for determining the torque of the heat engine during initial stages receives: - the first state variable produced by the energy management means,
  • the state variable indicating the instantaneous value of maximum torque available on the heat engine performs a first task to produce an output state variable to take the greater of two values calculated at each period of the supervisor's cycle, the first value being formed by the product of the first state variable by the variable torque request state, the second value being formed by the product of the second state variable by the state variable indicating the maximum thermal torque, and a second task of filtering the output state variable of the task according to a predetermined filter template to produce at the output of the second means for determining the torque of the heat engine during initial steps.
  • the third means for ensuring the response to the torque request receives:
  • the state variable from the torque request member after assigning the output state variable of the task to a first local variable representing the instantaneous torque setpoint of the heat engine, it executes in a loop Make, for a determined period, a first test to determine whether the local variable whether or not it exceeds the maximum thermal torque, in which case the local variable is then capped at the value of maximum thermal torque, a second test to determine whether the local variable is less than the minimum thermal torque, in which case the local variable is then limited to the value of the minimum thermal torque, a second local variable representative of the instantaneous torque setpoint of the electric motor receives the balance to be ensured between the requested torque and the calculated instantaneous thermal setpoint torque and if a gearbox ratio is engaged, the instantaneous thermal torque setpoint is corrected according to the gearbox ratio and in that the first and second output setpoints receive the values of the first and second instantaneous local variables.
  • FIG. 1 is a diagram of an example of a motor vehicle on which the essential means of the invention operates;
  • FIG. 2 is a flowchart of operations performed by the motor vehicle operating supervisor of the invention
  • FIG. 3 is a flow diagram of the tasks performed during an operation in the flow diagram of Figure 2;
  • FIG. 4 is a flowchart of the tasks performed during the execution of a first task described using Figure 3;
  • - Figure 5 is a flow diagram of the tasks performed during the execution of a second task described with the help of Figure 3;
  • - Figure 6 is a flow diagram of the tasks performed during the execution of a first task described with the help of Figure 5;
  • - Figure 7 is a flow diagram of the tasks performed during the execution of a second task described with the aid of Figure 5;
  • FIG. 8 is a flow diagram of the tasks performed during the execution of a third task described with the aid of Figure 5;
  • FIG. 9 is a flowchart of the tasks performed during the execution of a second task shown using Figure 2;
  • FIG. 10 is a flow diagram of the tasks carried out during the execution of a second task represented using FIG. 9.
  • FIG. 1 there is shown the diagram of an example of a motor vehicle on which operate the essential means of the invention.
  • the vehicle comprises a central management unit in which a taxi supervisor 1 is conformed.
  • the driving supervisor 1 comprises means according to the present invention for carrying out the control and supervision of the operation of the vehicle from the point of view of its motorization.
  • the drive chain of the motor vehicle of the invention essentially comprises an internal combustion engine 2 and an electric motor 5.
  • the internal combustion engine 2 is generally an internal combustion engine of the reciprocating piston or rotary piston type or of the turbine type. It is supplied with energy in chemical form by a liquid or gaseous fuel of the hydrocarbon type.
  • the two motors 2 and 5 are connected respectively to a transmission means mainly comprising a gearbox 7 which, as well as . it is known, has two primary inputs: a first input A is connected by a shaft to the output of a piloted clutch 4 whose input is connected to the output of the heat engine 2; a second input B is connected by a shaft to the output of the electric motor 5.
  • the output shaft of the gearbox 7 or secondary shaft 13 is connected to the input shaft of a differential bridge mounted on a driving axle of which only a driving wheel 8 is shown in the drawing.
  • a motor vehicle shown is of the type with a single driving axle and with parallel hybrid motorization.
  • patent FR-A-2,770,808 for the description of other hybrid powertrain solutions. to which a person skilled in the art will be able to apply the invention described below.
  • the electric motor 5 with alternating current is supplied through an inverter 5 by a battery of direct current accumulators, electrically rechargeable with a control device 11.
  • the heat engine 2 comprises an injection computer 3 and an exhaust device 18 provided with a catalytic converter 14 provided with its own preheating means 1 5.
  • the thermal state of the catalytic converter is here controlled by a state using two temperature sensors 16 downstream and 17 upstream, so that knowledge of the exhaust gas flow rate, the elapsed time and the temperature gradients between the downstream and upstream measurements produces a measurement of the thermal state of the catalytic converter.
  • an engine torque request member 9 is shown which is connected to the input of the taxi supervisor 1. Such a member is most simply produced by the accelerator pedal arranged in the passenger compartment of the vehicle and the operation of which informs the taxi supervisor of the torque request. engine by driver.
  • Such a member may also include a cruise computer or any other device for entering a request for engine torque or a device combining according to priority laws these various requests.
  • the taxi supervisor 1 is finally electrically connected by a control signal bus and a control signal bus to the access ports of the various controllers arranged on the components described above and on these buses the control signals are exchanged and the status signals which will be described below.
  • the taxi supervisor 1 essentially comprises two means which operate under his control cyclically during the operating time of the drive chain. These are: - a means G of energy management which receives state variables from the state controllers to determine the state of the drive chain and which product:
  • a second beta parameter which determines, according to the state of the drive chain and the speed of rotation of the heat engine, the fraction of the maximum heat torque to be produced by the heat engine;
  • a torque distribution means R which receives state variables from state controllers associated with the components of the drive chain and the two parameters produced by the energy management means G, and which produces:
  • control signals CT and CE are continuously updated during the supervisor's operating cycle, which means that in most states of the drive chain, each request for modification of the engine torque provided by the member 9 is resolved while minimizing pollution.
  • the operations performed by the vehicle operating supervisor are repeated cyclically as long as the supervisor is in action, that is to say as long as the driver has not stopped his vehicle and its hybrid powertrain.
  • the supervisor performs the initialization tasks of the various controllers of the controlled components of the hybrid engine. This operation is initiated by starting the vehicle on the order of its driver. Then a cycle of two successive operations 21 and 2 is then carried out which comprises: a first operation 21 of management of the driving energy as a function of energy management constraints and of the torque demand of the driver; a second torque distribution operation 22 between the two motor modes.
  • the cycle of operations 21 and 22 is interrupted by an end operation 23 during which the supervisor is placed in its inactive state.
  • FIG. 3 a flowchart of the tasks performed during the first energy management operation 21 is shown in the flowchart of FIG. 2.
  • the supervisor performs the initialization and taking into account the control data present on the control bus which connects it to the various controllers of the components described above with the aid of FIG. 1. Then it performs a first task 31 for managing the driving mode, and a second task 32 for managing the distribution laws. Finally, at the end of the execution of the task 32, the supervisor puts the motor energy management means to rest.
  • FIG. 4 there is shown a flowchart of the tasks performed during the execution of the first task 31 of running mode management described with the help of Figure 3.
  • the supervisor performs the initialization and taking into account of the control data present on the control bus which connects it to the various controllers of the components described above with the aid of FIG. 1. Then, it performs a first gauge test 41 of the battery 10 using its controller 1 1 connected to the supervisor which supplies it with an instantaneous battery gauge variable.
  • the instantaneous gauge of the battery is a quantity relating to full charge and the variable of instantaneous gauge of the battery is then compared with a constant prerecorded in the means of management of the taxiing mode of the supervisor, in particular during the execution of the aforementioned Start 40 task.
  • a task 42 places an instantaneous all-thermal parameter at the value TRUE. Later, as we will see later, this parameter allows the supervisor to place the hybrid engine in a mode in which only the heat engine 2 operates.
  • a second battery gauge test 43 10 using its controller 11 connected to the supervisor which supplies it with the instantaneous battery gauge variable is then compared to a constant prerecorded in the means of management of the supervisor's driving mode, in particular during the execution of the aforementioned Start 40 task.
  • a task 44 places the instantaneous parameter tout_thermique at the value FALSE. Subsequently, as will be seen below, this parameter allows the supervisor to place the hybrid motorization in a mode in which only the electric motor 5 operates.
  • test 43 If the test 43 is negative, an end task 45 is performed by the supervisor to quiesce its means of managing the driving mode.
  • FIG. 5 a flowchart of the tasks performed during the execution of the second task 32 of distribution law management described with the aid of FIG. 3 is shown.
  • the supervisor performs the initialization and taking into account of the control data present on the control bus which connects it to the various controllers of the components described above with the aid of FIG. 1. Then, it performs a first task 51 of determining the blocking conditions. If this task 51 determines that the supervision parameters require it, the energy management performed by the supervisor must be canceled. Then, a third task 52 for determining the use of the thermal engine is performed which produces two supervisor control variables alpha and beta which will be defined later.
  • FIG. 6 a flowchart of the tasks performed during the execution of the first task 51 for determining the blocking conditions described using FIG. 5 is shown.
  • the supervisor performs the initialization and taking into account of the control data present on the control bus which connects it to the various controllers of the components described above with the aid of FIG. 1.
  • a task 61 for calculating a supervision parameter called Condition_blocage which makes it possible to determine the blocking conditions.
  • the calculation of the Condition_blocking parameter depends on the state of the hybrid engine, the state of the clutch and the availability of the electric motor. The states of the three aforementioned components of the motor vehicle are tested using the various controllers connected to the supervisor and interrogated during the Start step 60 of the flow diagram of FIG.
  • the three aforementioned states are boolean variables, respectively tout_thermiq ue prod uite by the rolling mode management means operating according to the embodiment shown in the flowchart of Figure 4, clutch_colIe produced by a state sensor associated with the 'clutch 4, particularly par. the clutch actuation motor controller, if it is a piloted clutch, and available_electric_motor produced by the electric motor status controller 5 or the inverter status controller 6 or the d controller state 1 1 of the battery 10.
  • the function for calculating the Condition_blocking parameter is then a logical combination of the comparison of these three state variables respectively tout_thermique, clutch_colle etclude_ Électrique_available to the three boolean values TRUE, FALSE and FALSE respectively.
  • the supervisor places the means for determining the blocking conditions at rest, which has carried out the determination of the blocking conditions according to the flow diagram of FIG. 6.
  • FIG. 7 a flowchart of the tasks performed during the execution of the second task 52 for determining the use of the heat engine described using FIG. 5 is shown.
  • the supervisor performs the initialization and the taking into account of the control data present on the control bus which connects it to the various controllers of the components described above with the aid of FIG. 1. Then, it executes a test 71 to determine whether the state controller which controls the state of the thermal engine produces a state_engine_Available state variable and test whether this state variable has the boolean value TRUE. If the test 71 is negative, a task 72 is executed by the supervisor 1 which places two numerical variables alpha_brut and beta_brut at 0 and at a first value determined in advance, preferably 0.
  • test 71 the supervisor 1 executes a test 73 to determine whether the condition_blocking state variable produced during the execution of the task 51 has a boolean value FALSE. If the test 73 is negative, a task 74 is executed by the supervisor 1 which places the two numerical variables alpha_brut and beta_brut respectively at the values 1 and 0. If the test 73 is positive, the supervisor executes a test 75 to determine if the variable Catalyst_started state produced by the control exercised by the controller 1 5 of the catalytic converter 14 and of its preheating means has a TRUE boolean value.
  • the supervisor executes a task 77 during which he places the numerical variables alpha_brut and beta_brut respectively at values 0 and g (thermal_motor_speed).
  • the numerical value g (thermal_motor_speed) is preferably calculated according to a table g whose tabulated input consists of ranges of rotational speed of the heat engine, for example on 5 inputs from 0 to 4, corresponding to rotational speeds 0 to 1000 rpm, from ' 1001 to 2500 rpm, from 2501 to 4000 rpm, from 4001 rpm to 5000 rpm and finally beyond 5000 rpm.
  • the tabulated values g (thermal_motor_speed) are established by offline optimization.
  • the tabulated values are at initialization times determined by the on-board control unit established by online optimization. Optimization, whether online or offline, produces tabulated values g which make it possible to obtain an engine speed thermal_motor_thermal at an optimal value in all circumstances relative to the constraints of use of the vehicle.
  • These tabulated values and the ranges of rotational speed of the thermal engine to which they refer can also be modified as a function of the state variables managed by the supervisor during the start step 70 of operation of the means for determining the use of thermal.
  • the supervisor places the means for determining the use of the thermal which has carried out the determination of the use of the thermal according to the flowchart of FIG. 7.
  • the supervisor performs a task during which he places the numeric variables alpha_brut and beta_brut respectively at the values 0 and at a second predetermined value which is worth 0.5 or 0.3 according to the cases arbitrarily chosen by pa r the constructor.
  • FIG. 8 a flowchart of the tasks performed during the execution of the third task 53 of filtering the numerical variables alpha_brute and beta_brute produced by the means for determining the use of the thermal described in FIG. using Figure 5.
  • the supervisor initializes and takes into account the control data present on the control bus which connects it to the various controllers of the components described above using figure 1. Then, it executes a test 81 to determine whether the state controller which controls the clutch state 4 produces a clutch_colle state variable and to test whether this state variable has the boolean value TRUE. If the test 81 is negative, a task 82 is executed by the supervisor 1 which places two numeric variables constant_mount and constant_descente respectively at predetermined numerical values Slow and Fast.
  • test 81 the supervisor 1 executes a test 83 to determine whether the state variable catalyst_initiated produced by the state controller 15 of the catalytic converter 14 and of its preheating means has the boolean value TRUE. If the test 83 is negative, a task 84 is executed by the supervisor 1 which places the two numerical variables constant_mount and constant_descente at the same predetermined numerical value Slow. If test 83 is positive, supervisor 1 performs a task
  • the supervisor 1 executes a task 86 of filtering the numerical values alpha__brut and beta_brut resulting from the execution of one of tasks 72, 74, 76 or 77 on the determination means of the use of thermal.
  • the filtering is performed according to a predefined filter () function which accepts three arguments: • the value to be filtered alpha_brut or beta_brut;
  • the execution of the filter produces according to the input value alpha_brut or beta_brut a filtered value alpha or beta, whose torque determines the distribution of energy between the heat engine and the electric motor.
  • the rise and fall slopes of the filter executed by the filter function can take the following values:
  • the effect of the filtering performed by the execution of the filter () function by the filtering means operating according to the flowchart of FIG. 8 is to reduce the slope of the variations of alpha or beta.
  • the supervisor 1 places the filtering means which has performed the filtering of the numerical variables alpha and beta according to the flowchart of FIG. 7.
  • the distribution law management means which executes task 32 (flow diagram of FIG. 3) performs, as in the previous embodiment, task 51 of determining the conditions for blocking the flowchart of figure 5. Then, it performs together the tasks 52 of thermal determination and 53 of alpha and beta filtering in a distributing function in a synchronous loop every 80 milliseconds (case of the constants of the table above) according to the following pseudo code, which the skilled person will be able to translate into any programming language suitable for supervisor 1: void FiltrageAlphaBêta (int alpha_brut, int beta_brute, int vit_moteur)
  • the filtering means returns the alpha_filter and beta_filter values to the sequencer as numeric variables and returns the various components it comprises to the waiting state.
  • the supervisor initializes and takes into account the control data present on the control bus which connects it to the various controllers of the components described above using FIG. 1. Then, it performs a task 91 of determining the operating limits of the two motors.
  • the operating limits of the two electric and thermal motors are preferably calculated on the maximum and minimum values of their deliverable torques at a given instant.
  • the value of the initial thermal torque is determined, and during a task 93, the required torque is provided by distribution within the limits available on the motors between them.
  • the supervisor 1 places the distribution means at rest of torque which effected the distribution of torque between the two motors of the hybrid motorization according to the flow diagram of FIG. 9.
  • the task 91 for determining the limit conditions of the two motors can be carried out as follows.
  • patent FR 2,770,808 in fig ure 3G commented on from page 15, a means of carrying out this task is proposed.
  • the supervisor 1 receives from the controller of the state of the heat engine a signal d state of availability of the heat engine and of the state controller of the electric motor a state signal of availability of the electric motor.
  • two state variables CTmax and CTmin are placed at values representative of the extreme characteristics, respectively maximum and minimum, of the torque of the heat engine. If the heat engine availability state variable is FALSE, the two state variables CTmax and CTmin are set to zero.
  • Task 92 makes it possible to determine the engine torque which will be delivered by the heat engine, if it is this that the supervisor 1 selects to supply the requested torque, according to the state of the motor vehicle likely to be more or less polluting. .
  • the heat engine if it is chosen to deliver energy and engine torque, will produce as low and constant torque as possible thanks to the determination by filtering of the alpha and beta coefficients, during the catalytic converter preheating period. This makes it possible to heat the pot optimally and therefore to have a depolluted thermal engine more quickly. This is one of the measures taken by the invention to ensure the operation of the hybrid engine, not only with reduced pollution, but with minimal pollution.
  • the means for managing the distribution laws that the supervisor comprises 1 places the beta state variables at 0, " 5 and alpha at the value 0. These values are given as examples and are interpreted by the means of determining the initial thermal regime of the supervisor 1.
  • the means for determining the initial thermal regime of the supervisor 1 operates according to the flow diagram of FIG. 1 0.
  • the means for determining the initial thermal regime receives the digital variables and the state variables necessary for its operation.
  • a task 1 01 for determining the thermal engine torque, delivered during the preheating phase of the catalytic converter calculates the value umerique premier_ct as the larger of the following two values:
  • a filtering means of the initial thermal torque receives the sequence of values premier_ct and performs a filtering thereof according to a predetermined ThermalFilter () function and recorded in the means of filtering the available thermal torque.
  • the filtering means executes the following pseudo code, which the skilled person can translate into any programming language suitable for supervisor 1: void ThermalFilter () // prototype of the void filter f (x, y ); // see definition below
  • the two steps 101 and 102 of the embodiment shown in FIG. 10 are executed in the same "do" loop whose period has been determined equal to 40 milliseconds.
  • the filter function f (x, y) used in the Make loop above to develop the first__ct parameter is defined by the following pseudo-code:
  • the third task 93 is executed in an embodiment according to the information contained in patent FR 2,770,808, particularly according to the elements of FIG. 3K and its description on pages 16 and following.
  • the calculation means for ensuring the requested torque represented in FIG. 9 by task 93 can be produced in the following manner.
  • the calculation means for ensuring the requested torque makes an adjustment of the values of the reference torques of the electric motor Ce_ref and the thermal motor Ct_ref. It is these two numerical values that the supervisor 1, in response in particular to the torque demand produced by the accelerator pedal 9, will supply to the controllers of the electric 5 and thermal 2 motors.
  • the calculation means for ensuring the requested torque executes the following pseudo code, which the skilled person will be able to translate into any programming language suitable for the supervisor 1: void AssureCoupleRequested ()
  • the supervisor 1 can at any time deliver to the controllers of the electric and thermal motors their control signal torque_electric and couple_thermique, which are calculated according to the final lines of the pseudo code above.
  • the two control signals electric_torque and thermal_torque being updated periodically, according to a period of 40 milliseconds in the • preferred embodiment, by the configuration of_] a loop
  • the torque requested by the driver on the accelerator pedal 9 is a command variable torque_request always available, since it is calculated continuously for the two electric or thermal motorizations and that the requested torque is ensured in electric mode, in thermal mode or in hybrid mode according to the circumstances as described in the control and command means arranged in the supervisor 1 and described in the goal of minimizing pollution.
  • the numerical values delta, DC, cti, rt + and. rt- are intermediate values which are used to calculate the torque_electric and torque_thermal control signals.
  • the means for ensuring the requested torque has hardware and software components to carry out five successive tests and a final task in a Make loop with a period of 40 milliseconds.
  • the local variable rt + is set to 0 if the instantaneous value of the torque of the thermal motor, as calculated based on the determination of the task filtering 92 for determining the characteristics of the heat engine during the preheating phase of the catalytic converter, exceeds the maximum admissible value of the torque of the maximum heat engine ctmax. In this case, the instantaneous value of the thermal torque is capped at this value. Otherwise, the instantaneous value cti retains its value and rt + records the gradient between ctmax and the instantaneous value cti.
  • the local variables DC, re + and re- are updated respectively on the basis of the difference between the requested torque and the instantaneous thermal torque, the maximum electrical torque and the instantaneous electrical torque , the instantaneous electrical torque and the minimum electrical torque.
  • the variables torque_requested cemax and cemin are produced by the supervisor on the basis respectively of the accelerator pedal 9 and of the means 91 for determining the limit values of the engines.
  • the local variable re + is tested to know if it is negative.
  • the sum of the variables rt + and re + is assigned to a local variable delta, re + is canceled, receives the gradient ce_max - cemin.
  • cti is capped at the value ctmax, and rt + is established at 0. If delta is positive or zero, cti receives the gradient ctmax - delta and rt + is established at delta.
  • the local variable is re-tested to find out whether it is negative. Operations similar to the above are then carried out accordingly.
  • the sum of the variables rt + and re + is assigned to the variable delta
  • cemin is assigned to the variable DC.
  • cti we limit cti to the value ctmin. If delta is positive or zero, cti receives the sum of ctmin and delta.
  • the final task makes it possible to reduce the calculated value DC of the instantaneous electric torque in the chain ratio which is the multiplication ratio between the speed of rotation of the electric motor 5 and the speed of rotation at the output of the gearbox 7, and to assign in the loop the instantaneous values calculated DC and cti respectively to the control variables electric_torque and thermal_torque which are then transmitted as control signals to the controllers respectively of the electric motor 5 and of the heat engine 2.
  • a rule which was taken into account for the design of the supervisor r 1 is to rapidly ensure, over the duration of a period of the loop Making 40 milliseconds, to the driver the torque he requests.
  • beta which allows the heat engine to be placed in relation to its maximum torque in a given state; makes it possible to adapt the torque control according to the situations, with adapted speeds of evolution, without in the best of cases, the reaction speed of the vehicle being reduced nor the consumption of petrol increased.
  • FR-A-2.770.808 making it possible in particular to produce a hybrid motor vehicle capable of operating in an all-electric mode, in an all-thermal mode or in a hybrid mode, for example the electric motor working as a generator for regenerating the battery and regenerative braking.

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Abstract

La présente invention concerne un véhicule automobile à motorisation hybride dont la supervision prend en compte la minimisation de la pollution par le moteur thermique. Pour atteindre cet objectif sans augmenter les délais de réaction aux demandes de couple (9) par le conducteur, le superviseur (1) comporte un moyen (G) de gestion de l'énergie qui produit des paramètres déterminant le point de fonctionnement du moteur thermique (2) et un moyen (R) de répartition du couple (CT) entre le moteur thermique (2) et le moteur électrique (5). Application à l'industrie automobile.

Description

Véhicule automobile à motorisation hybride
La présente invention concerne un véh icule automobile à motorisation hybride dont la supervision prend en compte la minimisation de la pollution par le moteur thermique. Dans l'état de la technique, on a déjà décrit des véhicules automobiles entraînés par deux moteurs, l'un étant un moteur à explosions, le second étant un moteur électrique. Le véhicule automobile comporte des moyens de transmission d u couple moteur produit par l'un ou l'autre des moteurs aux roues motrices du véhicule. Un problème particulier a déjà été résolu qui permet, au moyen d'un superviseur de roulage, de déterminer dans telle circonstance lequel des deux moteurs- doit être connecté aux roues motrices. De telles circonstances sont rencontrées lorsque l'on teste des conditions comme la vitesse du véhicule, la régularité de l'allure et la consommation d'essence. Un exemple d'une telle solution est exposé notamment dans le brevet français du même déposant publié sous le numéro 2.770.808 auq uel il est par ailleurs fait référence pour exposer les moyens connus mis en œuvre dans la présente invention . Dans une telle solution, du fait que le moteur thermique ou moteur à explosions qui est polluant ne fonctionne pas en permanence, on sait qu'un tel véh icule est moins polluant qu'un véhicule automobile traditionnel doté d'un seul type de moteur à explosions. Même si le brevet précité enseigne des moyens pour réduire le degré de pollution entraîné par un tel véhicule automobile à motorisation hybride, il ne propose pas une solution optimale en ce qu'il ne permet pas de minimiser la pollution . En effet, il ne contrôle cette contrainte que par le biais de la réduction de la consommation d'essence. I l en résulte que dans certaines conditions de roulage dans lesquelles le critère de réduction de consommation n'est pas actif, le deg ré de pollution pourrait être réduit sans que les autres contraintes, de constance d'allure notamment, soient affectées. Par ailleurs , le véhicule automobile à motorisation hybride est maintenant équipé de manière habituelle d'un pot catalytique qui filtre les particules polluantes et certains composés toxiques des gaz d'échappement. Selon l'invention, le deg ré de pollution sera réduit d'autant plus que l'état thermique du pot catalytiq ue sera pris en compte. Or, il est influencé profondément par les périodes de mise en marche ou d'arrêt du moteur thermique ainsi que par son régime moteur en fonction du couple demandé.
C'est pour porter remède à cet inconvénient de l'état de la technique que la présente invention concerne un véhicule automobile à motorisation hybride, du type dans lequel une chaîne motrice comporte notamment un. moteur électrique et un moteur thermique qui fournissent un couple moteur de façon à contribuer à l'entraînement du véhicule, et du type dans lequel un superviseur exécute la supervision du fonctionnement de la chaîne motrice, caractérisé en ce que le superviseur exécute en permanence pendant l'entraînement du véhicule un cycle de supervision consistant à gérer l'énergie motrice disponible, puis à répartir le couple disponible, et en ce que le superviseur comporte :
- un moyen de gestion de l'énergie qui reçoit des variables d' état de contrôleurs d'état pour déterminer l' état de la chaîne motrice et qui produit :
- un premier paramètre (alpha_filtre ou alpha) qui détermine selon l'état de la chaîne motrice la fraction du couple demandé à produire par le moteur thermique ;
- un second paramètre (bèta_filtre ou bêta) qui détermine, selon l'état de la chaîne motrice et la vitesse de rotation du moteur thermique, la fraction du couple thermique maximal à produire par le moteur thermique ;
- un moyen de répartition du couple qui reçoit des variables d' état de contrôleurs d' état associés aux composants de la chaîne motrice et les deux paramètres produit par le moyen de gestion de l'énergie, et qui produit : - une consigne de couple pour le moteur électrique ;
- une consigne de couple pour le moteur thermique ; de sorte que la pollution entraînée par le fonctionnement du moteur thermique soit minimisée et que le couple demandé soit satisfait immédiatement à un temps de cycle près.
Selon un autre aspect de l' invention, le moyen de gestion de l'énergie comporte : un moyen de gestion du mode de roulage qui reçoit et qui produit un moyen de gestion des lois de répartition .
Selon un autre aspect de l' invention, le moyen de gestion du mode de roulage reçoit d' un contrôleur de jauge de la batterie une variable d'état indiquant l'état de charge de la batterie et il comporte : - un premier moyen de test pour estimer si la batterie est en surcharge en réponse positive à laquelle le moyen de gestion de mode de roulage effectue une tâche qui attribue une valeur
VRAI à une variable d' état indiquant que le mode de roulage est avec le moteur thermique ; - un second moyen de test, qui est activé si le premier test est en réponse négative, pour estimer si la batterie est en défaut de charge en réponse positive à laquelle le moyen de mode de roulage effectue une tâche qui attribue une valeur FAUX à une variable d' état indiquant que la chaîne motrice fonction ne avec le moteur électrique.
Selon un autre aspect de l' invention , le moyen de gestion de lois de répartitions comporte :
- un moyen de détermination de conditions de blocage ;
- un moyen de détermination d' utilisation du moteur thermique ; - un moyen de filtrage des coefficients alpha et bêta.
Selon un autre aspect de l' invention , le moyen de détermination des conditions de blocage reçoit les variables d'état des contrôleurs d'état de l' embrayage et du moteur électrique ainsi que la variable d'état produite par le moyen de gestion du mode de roulage, et il produit, lors d' une tâche, une variable d'état selon un produit logique prédéterminé.
Selon un autre aspect de l' invention, le moyen de détermination de l' utilisation du moteur thermique reçoit : - une première variable d' état de disponibilité d u moteur thermique ;
- une seconde variable d'état produite par le moyen de détermination des conditions de blocage,
- une troisième variable d'état du contrôleur d'état du port catalytique indiquant que le catalyseur est amorcé ; en ce qu' il exécute successivement :
- un premier test pour savoir si la première variable d' état a la valeur VRAI ,
- en réponse positive auquel il exécute un second test pour savoir si la seconde variable d'état a la valeur FAUX,
- en réponse positive auquel il exécute un troisième test pour savoir si la troisième variable d'état a la valeu r VRAI , et il produit deux variables d' état qui valent respectivement 0 et une première valeur, si le premier test est négatif, 1 et 0 si le second test est négatif, 0 et une seconde valeur si le troisième test est négatif et 0 et une valeur tabulée, fonction préenregistrée de la vitesse de rotation du moteur thermique mesurée par le contrôleur d'état du moteur thermique sinon, les première et seconde valeurs étant déterminées par avance. Selon un autre aspect de l' invention, le moyen de filtrage des coefficients alpha et bêta reçoit des première et seconde variables d'état de l'embrayage et du catalyseur, et il exécute un premier test pour déterminer si la première variable d'état a la valeur VRAI, en réponse positive auquel il exécute un second test pour déterminer si la seconde variable d'état a la valeur VRAI , en réponse positive auquel il produit une première variable d' état et une seconde variable d'état présentant une première valeur constante commune enregistrée dans le superviseur, en réponse négative au premier test, il affecte à la seconde variable d'état une seconde valeur constante plus élevée que la première valeur constante (Normal) et à la première variable' d' état une troisième valeur constante plus petite que la première valeur constante, en réponse négative au second test, il affecte à la première et à la seconde variables d'état une troisième valeur constante plus petite que la première valeur constante, enfin, il exécute une tâche de filtrage des variables d'état produites par le moyen de détermination de l' utilisation du moteur thermique, la fonction de filtrage recevant la valeur à filtrer et les deux variables d'état produites en réponse aux tests, ces deux dernières déterminant la forme du gabarit de filtrage, de sorte que deux variables d'état soient prod uites, la première qui détermine la fraction du couple demandé à produire par le moteur thermique et la seconde qui détermine la fraction du couple thermique maximal à produire par le moteur thermique.
Selon un autre aspect de l' invention, le moyen de répartition du couple comporte : - un premier moyen pour déterminer les valeurs limites maximales et minimales des couples des deux moteurs électrique et thermique ; - un second moyen pour déterminer le couple du moteur thermique lors d'étapes initiales qui reçoit les variables d'état issues du moyen de gestion de l'énergie, les valeurs limites de couples produites par le premier moyen pour déterminer les valeurs limites maximales et minimales des couples des deux moteurs électrique et thermique, ainsi que la variable d'état issue de l'organe de demande de couple ; - un troisième moyen pour assurer la réponse à la demande de couple.
Selon un autre aspect de l'invention, le second moyen pour déterminer le couple du moteur thermique lors d'étapes initiales reçoit : - la première variable d'état produite par le moyen de gestion de l'énergie,
- la variable d'état produite par l'organe de demande de couple ;
- la seconde variable d'état (bêta) produite par le moyen de gestion de l'énergie ;
- la variable d' état indiquant la valeur instantanée de couple maximal disponible sur le moteur thermique ; et il exécute une première tâche pour produire une variable d'état de sortie pour prendre la plus grande de deux valeurs calculées à chaque période du cycle du superviseur, la première valeur étant formée par le produit de la première variable d'état par la variable d'état de demande de couple, la seconde valeur étant formé par le produit de la seconde variable d'état par la variable d' état indiquant le couple thermique maximal, et une seconde tâche de filtrage de la variable d'état de sortie de la tâche selon un gabarit de filtre prédéterminé pour produire en sortie du second moyen pour déterminer le couple du moteur thermique lors d' étapes initiales.
Selon un autre aspect de l'invention, le troisième moyen pour assurer la réponse à la demande de couple reçoit :
- la variable d' état de sortie de la tâche ;
- les variables d'état des valeurs limites des couples ;
- une variable d'état issue d' un contrôleur d'état de la boîte de vitesses ; - une valeur constante caractéristique du rapport entre la vitesse de rotation d u moteur électrique et de cette vitesse de rotation en sortie de la boîte de vitesses ;
- la variable d'état issue de l'organe de demande de couple ; après avoir affecté à une première variable locale représentant la consigne de couple instantané du moteur thermique la variable d'état de sortie de la tâche, il exécute dans une boucle Faire, d' une période déterminée, un premier test pour déterminer si la variable locale dépasse ou non le couple thermique maximal, auquel cas la variable locale étant alors plafonnée à la valeur du couple thermique maximale, un second test pour déterminer si la variable locale est inférieure au couple thermique minimal, auquel cas la variable locale étant alors limitée à la valeur du couple thermique minimale, une seconde variable locale représentative de la consigne de couple instantané du moteur électrique reçoit le solde à assurer entre le couple demandé et le couple thermique de consigne instantané calculé et si un rapport de boîte de vitesses est engagé, la consigne de couple thermique instantanée est corrigée en fonction du rapport de boîte et en ce que les première et seconde consignes de sortie reçoivent les valeurs des première et seconde variables locales instantanées.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est un schéma d'un exemple de véhicule automobile sur lequel fonctionne les moyens essentiels de l'invention ;
- la figure 2 est un organig ramme des opérations effectuées par le superviseur de fonctionnement du véhicule automobile de l'invention ;
- la figure 3 est un organigramme des tâches effectuées lors d'une opération dans l'organigramme de la figure 2 ;
- la figure 4 est un organigramme des tâches effectuées lors de l'exécution d'une première tâche décrite à l'aide de la figure 3 ;
- la figure 5 est un organigramme des tâches effectuées lors de l'exécution d'une seconde tâche décrite à l'aide de la figure 3 ; - la figure 6 est un organigramme des tâches effectuées lors de l'exécution d'une première tâche décrite à l'aide de la figure 5 ; - la figure 7 est un organigramme des tâches effectuées lors de l'exécution d'une seconde tâche décrite à l'aide de la figure 5 ;
- la figure 8 est un organigramme des tâches effectuées lors de l'exécution d'une troisième tâche décrite à l'aide de la figure 5 ;
- la figure 9 est un organigramme des tâches effectuées lors de l'exécution d'une seconde tâche représentée à l'aide de la figure 2 ; - la figure 10 est un organigramme des tâches effectuées lors de l'exécution d'une seconde tâche représentée à l'aide de la figure 9.
A la figure 1 , on a représenté le schéma d'un exemple de véhicule automobile sur lequel fonctionnent les moyens essentiels de l'invention. Le véhicule comporte une unité centrale de gestion dans laquelle est conformé un superviseur de roulage 1 . Le superviseur de roulage 1 comporte des moyens selon la présente invention pour exécuter le contrôle et la supervision du fonctionnement du véhicule au point de vue de sa motorisation. Ces moyens seront décrits plus en détail à l'aide des figures suivantes.
La chaîne motrice du véhicule automobile de l'invention comporte essentiellement un moteur thermique à explosions 2 et un moteur électrique 5. Le moteur thermique 2 est généralement un moteur à combustion interne du type à pistons alternatifs ou à piston rotatif ou encore de type turbine. Il est alimenté en énergie sous forme chimique par un carburant liquide ou gazeux de type hydrocarbure. Les deux moteurs 2 et 5 sont connectés respecti- vement à un moyen de transmission comportant principalement une boîte de vitesses 7 qui, ainsi qu'.il est connu, comporte deux entrées primaires : une première entrée A est connectée par un arbre à la sortie d'un embrayage piloté 4 dont l'entrée est connectée à la sortie du moteur thermique 2 ; une seconde entrée B est connectée par un arbre à la sortie du moteur électrique 5.
L'arbre de sortie de la boîte de vitesses 7 ou arbre secondaire 13 est connecté à l'arbre d'entrée d'un pont différentiel monté sur un essieu moteur dont une roue motrice 8 est seule représentée au dessin. On note que l'exemple de véhicule automobile représenté est du type à un seul essieu moteur, et à motorisation hybride parallèle. Bien entendu d'autres types de transmission, et d'autres types de motorisations hybrides sont possibles dans le cadre de l'invention , et on se reportera au brevet FR-A-2.770.808 pour la description d'autres solution de motorisations hybrides auxquelles l'homme de métier saura appliquer l'invention décrite ci-après.
Le moteur électrique 5 à courant alternatif est alimenté à travers un onduleur 5 par une batterie d'accumulateurs à courant continu , rechargeables électriquement avec un dispositif de contrôle 1 1 .
Le moteur thermique 2 comporte un calculateur d'injection 3 et un dispositif d'échappement 18 muni d'un pot catalytique 14 muni de ses propres moyens de préchauffage 1 5. L'état thermique du pot catalytique est ici contrôlé par un contrôleur d'état à l'aide de deux capteurs de température 16 aval et 17 amont, de sorte q ue la connaissance du débit des gaz d'échappement, du temps écoulé et des gradients de température entre les mesures d'aval et d'amont produit une mesure de l'état thermiq ue du pot catalytique. Enfin , un organe 9 de demande de couple moteur est figuré qui est connecté en entrée du superviseur de roulage 1 . Un tel organe est le plus simplement réalisé par la pédale d'accélérateur disposée dans l'habitacle du véhicule et dont la manoeuvre informe le superviseur de roulage de la demande de couple moteur par le conducteur. Un tel organe peut aussi comporter un calculateur de croisière ou tout autre dispositif de saisie d'une demande de couple moteur ou un dispositif combinant selon des lois de priorité ces diverses demandes. Le superviseur de roulage 1 est enfin électriquement connecté par un bus de signaux dé contrôle et un bus de signaux de commande aux ports d'accès des divers contrôleu rs disposés sur les composants décrits ci-dessus et sur ces bus sont échangés les signaux de commande et les signaux d'état q ui seront décrits ci-après.
Le superviseur de roulage 1 selon l' invention comporte essentiellement deux moyens qui fonctionnent sous son contrôle de manière cyclique pendant le temps de fonctionnement de la chaîne motrice. Ce sont : - un moyen G de gestion de l'énergie qui reçoit des variables d'état des contrôleurs d'état pour déterminer l'état de la chaîne motrice et q ui produit :
- un premier paramètre alpha qui détermine selon l'état de la chaîne motrice la fraction du couple demandé à prod uire par le moteur thermique ;
- un second paramètre bêta qui détermine, selon l'état de la chaîne motrice et la vitesse de rotation du moteur thermique, la fraction du couple thermique maximal à produire par le moteur thermique ; - un moyen R de répartition du couple qui reçoit des variables d'état de contrôleurs d'état associés aux composants de la chaîne motrice et les deux paramètres produit par le moyen G de gestion de l'énergie, et qui produit :
- une consigne de couple CE pour le moteur électrique ; - une consigne de couple CT pour le moteur thermique ; de sorte que la pollution entraînée par le fonctionnement du moteur thermique soit minimisée et que le couple demandé soit satisfait imméd iatement à un temps de cycle près. Les signaux de commande CT et CE sont continuellement mis à jour pendant le cycle de fonctionnement du superviseur ce qui entraîne que dans la plupart des états de la chaîne motrice, chaque demande de modification du couple moteur apportée par l' organe 9 est résolue tout en minimisant la pollution.
A la figure 2, on a représenté l'organigramme des opérations effectuées par le superviseur de fonctionnement du véhicule automobile de l'invention.
Les opérations effectuées par le superviseur de fonction- nement du véhicule sont répétées cycliquement tant que le superviseur est en action, c'est-à-dire tant que le conducteur n'a pas arrêté son véhicule et sa motorisation hybride. Lors d'une première opération 20, le superviseur réalise les tâches d'initialisation des divers contrôleurs des composants contrôlés de motorisation hybride. Cette opération est initiée par le démarrage du véhicule sur l'ordre de son conducteur. Puis un cycle de deux opérations successives 21 et 2 est alors effectué qui comprend : une première opération 21 de gestion de l'énergie motrice en fonction de contraintes de gestion de l'énergie et de la demande de couple du conducteur ; une seconde opération 22 de répartition de couple entre les deux modes moteurs.
Le cycle des opérations 21 et 22 est interrompu par une opération de fin 23 au cours de laquelle le superviseur est placé dans son état inactif.
A la figure 3, on a représenté un organigramme des tâches effectuées lors de la première opération 21 de gestion de l'énergie dans l'organigramme de la figure 2. Lors d'une tâche de Début 30, le superviseur réalise l'initialisation et la prise en compte des données de contrôle présentes sur le bus de contrôle qui le relie aux divers contrôleurs des composants décrits ci- dessus à l'aide de la figure 1 . Puis il exécute une première tâche 31 de gestion du mode de roulage, et une seconde tâche 32 de gestion des lois de répartition . Enfin , à l'issue de l'exécution de la tâche 32, le superviseur réalise la mise au repos des moyens de gestion de l'énergie motrice.
A la figure 4, on a représenté un organigramme des tâches effectuées lors de l'exécution de la première tâche 31 de gestion du mode de roulage décrite à l'aide de la figure 3. Lors d'une tâche de Début 40, le superviseur réalise l'initialisation et la prise en compte des données de contrôle présentes sur le bus de contrôle qui le relie aux divers contrôleurs des composants décrits ci-dessus à l'aide de la figure 1. Puis, il exécute un premier test 41 de jauge de la batterie 10 à l'aide de son contrôleur 1 1 connecté au superviseur qui lui fournit une variable de jauge instantanée de la batterie. Dans un mode de réalisation , la jauge instantanée de la batterie est une grandeur relative à la pleine charge et la variable de jauge instantané de la batterie est alors comparée à une constante préenregistrée dans le moyen de gestion de mode de roulage du superviseur, notamment lors de l'exécution de la tâche de Début 40 précitée. Dans un mode préféré de réalisation, la constante préenregistrée est Chaut = 80% . Dans un autre mode de réalisation, la constante de comparaison Chaut(t) instantanée, à l'instant t correspondant dans le cycle de supervision (voir Fig . 2) est adaptée lors de la tâche de Début 40 en fonction des autres paramètres de supervision Param_Supervision selon une fonction prédéterminée Fbatt : Chautif = Fbatt(Param __ Supervision)
Si le test est positif, une tâche 42 place un paramètre instantané tout_thermique à la valeur VRAI. Ultérieurement, ainsi q u'on le verra plus loin , ce paramètre permet au superviseur de placer la motorisation hybride dans un mode dans lequel seu l le moteur thermique 2 fonctionne.
Si le test 41 est négatif, un second test 43 de jauge de la batterie 10 à l'aide de son contrôleur 1 1 connecté au superviseur qui lui fournit la variable de jauge instantané de la batterie est alors comparée à une constante préenregistrée dans le moyen de gestion de mode de roulage du superviseur, notamment lors de l'exécution de la tâche de Début 40 précitée. Dans un mode préféré de réalisation, la constante préenregistrée est Cbas = 75 % . Dans un autre mode de réalisation , la constante préenregistrée Cbas(t) est évaluée au début, c'est-à-dire à l'instant t correspondant dans le cycle de supervision (voir Fig. 2) et elle est adaptée lors de la tâche de Début 40 en fonction des autres paramètres de supervision Param_Supervision selon une fonction prédéterminée Gbatt : Cbasit) = Gbatt{Param _ Supervision)
Si le test 43 est positif, une tâche 44 place le paramètre instantané tout_thermique à la valeur FAUX. Ultérieurement, ainsi qu'on le verra plus loin , ce paramètre permet au superviseur de placer la motorisation hybride dans un mode dans lequel seul le moteur électrique 5 fonctionne.
Si le test 43 est négatif, une tâche de fin 45 est réalisée par le superviseur pour mettre en repos son moyen de gestion du mode de roulage.
Pour une meilleure compréhension du processus de variation des constantes Chaut et Cbas, on pourra se reporter notamment au brevet FR 2.770.808 du même déposant.
A la figure 5, on a représenté un organigramme des tâches effectuées lors de l'exécution de la seconde tâche 32 de gestion des lois de répartitions décrite à l'aide de la figure 3. Lors d'une tâche de Début 50, le superviseur réalise l'initialisation et la prise en compte des données de contrôle présentes sur le bus de contrôle qui le relie aux divers contrôleurs des composants décrits ci-dessus à l'aide de la figure 1 . Puis, il exécute une première tâche 51 de détermination des conditions de blocage. Si cette tâche 51 détermine que les paramètres de supervision le commandent, la gestion de l'énergie effectuée par le superviseur doit être annulée. Puis, une troisième tâche 52 de détermination de l'utilisation du moteur thermiq ue est effectuée q ui prod uit deux variables de commande du superviseur respectivement alpha et bêta qui seront définies plus loin. Puis, lors de l'exécution d'une quatrième tâche 53, les variables alpha et bêta sont filtrées selon des lois prédéterminées par le superviseur. Enfin le superviseur place en repos le moyen de gestion des lois de répa rtition qui a effectué la gestion des lois de répartition selon l'organ ig ramme de la figure 5.
A la figure 6, on a représenté un organigramme des tâches effectuées lors de l'exécution de la première tâche 51 de détermination des conditions de blocage décrite à l'aide de la figure 5. Lors d'une tâche de Début 60, le superviseur réalise l'initialisation et la prise en compte des données de contrôle présentes sur le bus de contrôle qui le relie aux divers contrôleurs des composants décrits ci-dessus à l'aide de la figure 1 . Puis, il exécute une tâche 61 de calcul d'un paramètre de supervision dénommé Condition_blocage qui permet de déterminer les conditions de blocage. D'une manière générale le calcul du paramètre Condition_blocage dépend de l'état de la motorisation hybride, de l'état de l'embrayage et la disponibilité du moteur électriq ue. Les états des trois composants précités du véhicule automobile sont testés à l'aide des divers contrôleurs connectés au superviseur et interrogés lors de l'étape de Début 60 de l'organigramme de la figure 6. Plus particulièrement, dans un mode de réalisation préféré, les trois états précités sont des variables booléennes, respectivement tout_thermiq ue prod uite par le moyen de gestion du mode de roulage fonctionnant selon le mode de réalisation représenté à l'organigramme de la figure 4, embrayage_colIe produite par un capteur d'état associé à l'embrayage 4, particulièrement par . le contrôleur du moteur d'actionnement de l'embrayage, si c'est un embrayage piloté, et moteur_électrique_dispon ible p roduite par le contrôleur d'état du moteur électrique 5 ou le contrôleur d'état de l'onduleur 6 ou le contrôleur d'état 1 1 de la batterie 10. La fonction de calcul du paramètre Condition_blocage est alors une combinaison logique de la comparaison de ces trois variables d'état respectivement tout_thermique, embrayage_colle et moteur_électrique_disponible aux trois valeu rs booléennes respectivement VRAI , FAUX et FAUX.
A la fin de l'exécution de la tâche 61 , le superviseur place en repos le moyen de détermination des conditions de blocage qui a effectué la détermination des conditions de blocage selon l'organigramme de la figure 6.
A la figure 7, on a représenté un organigramme des tâches effectuées lors de l'exécution de la seconde tâche 52 de détermination de l'utilisation du moteur thermique décrite à l'aide de la figure 5. Lors d'une tâche de Début 70, le superviseur réalise l'initialisation et la prise en compte des données de contrôle présentes sur le bus de contrôle qui le relie aux d ivers contrôleurs des composants décrits ci-dessus à l'aide de la figure 1 . Puis, il exécute un test 71 pour déterminer si le contrôleur d'état qui contrôle l'état du moteur thermique prod uit une variable d'état Moteur_Thermique_Disponible et tester si cette variable d'état présente la valeur booléenne VRAI . Si le test 71 est négatif, une tâche 72 est exécutée par le superviseur 1 qui place deux variables numériques alpha_brut et béta_brut à 0 et à une première valeur déterminée par avance, préférentiellement 0.
Si le test 71 est positif, le superviseur 1 exécute un test 73 pour déterminer si la variable d'état Condition_blocage produite lors de l'exécution de la tâche 51 présente une valeur booléenne FAUX. Si le test 73 est négatif, une tâche 74 est exécutée par le superviseur 1 qui place les deux variables numériques alpha_brut et béta_brut respectivement aux valeurs 1 et 0. Si le test 73 est positif, le superviseur exécute un test 75 pour déterminer si la variable d'état Catalyseur_amorcé produite par le contrôle exercée par le contrôleur 1 5 du pot catalytique 14 et de son moyen de préchauffage présente une valeur booléenne VRAI .
Si le test 75 est positif, le superviseur exécute une tâche 77 au cours de laquelle il place les variables numériques alpha_brut et béta_brut respectivement aux valeurs 0 et g (vitesse_moteur_thermique). La valeu r numérique g (vitesse_moteur_thermique) est calculée préférentiellement selon une table g dont l'entrée tabulée est constituée par des plages de vitesse de rotation du moteur thermique, par exemple sur 5 entrées de 0 à 4, correspondant à des vitesses de rotation de 0 à 1000 tours/minute, de' 1001 à 2500 tours/min, de 2501 à 4000 tours/minute, de 4001 tours/min à 5000 tours/min et enfin au delà de 5000 tours/min. Les valeurs tabulées g(vitesse_moteur_thermique) sont établies par optimisation hors ligne. Dans un autre mode de réalisation, les valeurs tabulées sont à des instants d' initialisation déterminées par la centrale de bord établies par optimisation en ligne. L'optimisation, qu'elle soit en ligne ou hors ligne, produit des valeurs tabulées g qui permettent d'obten ir une vitesse du moteur vitesse_moteur_thermique à une valeur optimale en toute circonstance relativement aux contraintes d' utilisation du véhicule. Ces valeurs tabulées et les plages de vitesse de rotation du moteu r thermique auxquelles elles se réfèrent peuvent aussi être modifiées en fonction des variables d'état gérées par le superviseur lors de l'étape de début 70 de fonctionnement du moyen de détermination de l'utilisation du thermique. A la fin de l'exécution de la tâche 77, le superviseur place en repos le moyen de détermination de l'uti lisation du thermique q u i a effectué la détermination de l'utilisation du thermique selon l'organigramme de la figure 7.
Si le test 75 est positif, le superviseur exécute une tâche au cours de laquelle il place les variables numériq ues alpha_brut et béta_brut respectivement aux valeurs 0 et à une seconde valeur prédéterminée qui vaut 0,5 ou 0,3 selon les cas arbitrairement choisis pa r le constructeur.
A la figure 8, on a représenté un organigramme des tâches effectuées lors de l'exécution de la troisième tâche 53 de filtrage des variables numériques alpha_brute et béta_brute produites par le moyen de détermination de l'utilisation du thermique décrit à l'aide de la figure 5. Lors d'une tâche de Début 80, le superviseur réalise l'initialisation et la prise en compte des données de contrôle présentes sur le bus de contrôle qui le relie aux divers contrôleurs des composants décrits ci-dessus à l'aide de la figu re 1 . Pu is, il exécute un test 81 pour déterminer si le contrôleur d'état qui contrôle l'état l'embrayage 4 produit une variable d'état embrayage_colle et tester si cette variable d'état présente la valeur booléenne VRAI . Si le test 81 est négatif, une tâche 82 est exécutée par le superviseur 1 qui place deux variables numériques constante_monte et constante_descente respectivement à des valeurs numériques prédéterminées Lent et Rapide.
Si le test 81 est positif, le superviseur 1 exécute un test 83 pour déterminer si la variable d'état catalyseur_amorcé produite par le contrôleur d'état 15 du pot catalytiq ue 14 et de son moyen de préchauffage présente la valeu r booléenne VRAI. Si le test 83 est négatif, une tâche 84 est exécutée par le superviseur 1 q ui place les deux variables numériques constante_monte et constante_descente à une même valeur numérique prédéterminée Lent. Si le test 83 est positif, le superviseur 1 exécute une tâche
85 qui place les deux variables numériques constante_monte et constante_descente à une même valeur numérique prédéterminée Normal.
Après l'exécution des tâches 82, 84 et 85, le superviseur 1 exécute une tâche 86 de filtrage des valeurs numériques alpha__brut et bêta_brut issues de l'exécution de l'une des tâches 72, 74, 76 ou 77 sur le moyen de détermination de l'utilisation d u thermique. Le filtrage est effectuée selon une fonction filtre() prédéterminée qui accepte trois arguments : • la valeur à filtrer alpha_brut ou bêta_brut ;
• une pente de montée du gabarit de filtre ;
• une pente de descente de gabarit du filtre.
L'exécution du filtre produit selon la valeur d'entrée alpha_brut ou bêta_brut une valeur filtrée alpha ou bêta, dont le couple détermine la répartition de l'énergie entre le moteur thermique et le moteur électrique.
Dans un mode préféré de réalisation, les pentes de montée et de descente du filtre exécuté par la fonction filtre(liste_arguments) peuvent prend re les valeurs suivantes :
Figure imgf000020_0001
L'effet du filtrage effectué par l'exécution de la fonction filtre() par le moyen de filtrage fonctionnant selon l'organigramme de la figure 8 est de réduire la pente des variations de alpha ou de bêta. Après l'exécution de la tâche 86 de filtrage, le superviseur 1 place en repos le moyen de filtrage qui a effectué le filtrage des variables numériques alpha et bêta selon l'organigramme de la figure 7.
Dans un mode de réalisation préféré, le moyen de gestion des lois de répartition q ui exécute la tâche 32 (organigramme de la figu re 3) exécute, comme dans le mode de réalisation précédent, la tâche 51 de détermination des conditions de blocage de l'organigramme de la figure 5. Puis, il exécute ensemble les tâches 52 de détermination du thermique et 53 de filtrage de alpha et de bêta dans une fonction répartiteur dans une boucle synchrone toutes les 80 millisecondes (cas des constantes du tableau ci-dessus) selon le pseudo code suivant, que l'homme de métier saura traduire dans tout langage de programmation convenable pour le superviseur 1 : void FiltrageAlphaBêta(int alpha_brut, int bêta_brute, int vit_moteur)
//Définition des constantes en pourcents par 80 millisecondes
Lent = 0.4;
Normal = 6.25;
Rapide ≈ 40
//Définition des fonctions int filtre(ancienne_ valeur, nouvelle_valeur, c_monte, c_descente);
// filtre() est une fonction définie plus loin int g(int x);
//g est la fonction d'utilisation optimale du moteur thermique
// en % définie lors de la tâche 77 en fonction du paramètre
//vitesse_moteur_thermique.
//Initialisation des variables de sortie int alpha_filtre = 0; int bêta_filtre = 0;
faire (période 80 ms)
// tâche analogue à la tâche 52 , figure 5 alpha_brut = 0; bêta_brute = 0;
// test analogue de la tâche 71 si (thermique_diponible == VRAI) // test analogue de la tâche 73 si ((tout_thermique == VRAI) OU (condition_b!ocage == VRAI)) // tâche analogue à 74 alpha_brut = 1 ; sinon si (catalyseur_amorce == VRAI) beta_brut = g(vitesse_MT); sinon
// tâche analogue à 76 alpha_brut = 0; bêta_brute = 0,5; fin si fin si fin si // test analogue à 81 de la figure 8 si (embrayage_colle == FAUX) // tâche analogue à 82 constante_descente = Rapide; constante_monte = Lent; sinon
// test analogue à 83 si (catalyseur_amorce == VRAI) // tâche analogue à 85 constante_descente = Normal; constante_monte = Normal; sinon
// tâche analogue à 84 constante_descente = Lent; constante_monte = Lent; fin si
// Tâche analogue à la tâche 86 alpha_filtre = filtre(ancien_alpha, alpha_brut, constante_monte, constante_descente); bêta_filtre = filtre(ancien_bêta, bêta__brut, constante_monte, constante_descente); ancien_alpha = alpha_filtre; ancien_bêta = bêta_filtre; fin faire
A la fin de la période de boucle, le moyen de filtrage rend les valeurs alpha_filtre et bêta_filtre au séquenceur comme variables numériques et remet à l'état d'attente les divers composants qu'il comprend .
On va maintenant décrire la fonction de filtre filtre() effectuée précédemment lors de la Tâche analogue à la tâche 86. Ce filtre effectue une limitation de la pente suivant des constantes de montée ou de descente. Un mode de réalisation en pseudocode est : ente)
Figure imgf000023_0001
tâches effectuées lors de l'exécution de la seconde tâche 22 de répartition du couple représentée à l'organigramme de la figure 2. Lors d'une tâche de Début 90, le superviseur réalise l'initialisation et la prise en compte des données de contrôle présentes sur le bus de contrôle qui le relie aux divers contrôleurs des composants décrits ci-dessus à l'aide de la figure 1 . Puis, il exécute une tâche 91 de détermination des limites de fonctionnement des deux moteurs. Les limites de fonctionnement des deux moteurs électrique et thermique sont calculées préférentiellement sur les valeurs maximale et minimale de leurs couples délivrables à un instant donné.
Puis on détermine lors d'une tâche 92 la valeur du couple thermique initial, et lors d'une tâche 93 on assure le couple demandé par répartition dans les limites disponibles sur les moteurs entre eux deux.
Après l'exécution de la tâche 93 de fou rniture du couple demandé, le superviseur 1 place en repos le moyen de répartition de couple qui a effectué la répartition de couple entre les deux moteurs de la motorisation hybride selon l'organigramme de la figure 9.
La tâche 91 de détermination des conditions limites des deux moteurs peut être réalisée de la façon suivante. Dans le brevet FR 2.770.808, à la fig ure 3G commentée à partir de la page 15, on propose un moyen de réaliser cette tâche, Dans cette solution, le superviseur 1 reçoit du contrôleur de l'état du moteur thermique un signal d'état de d isponibilité du moteur thermique et d u contrôleur de l'état du moteur électrique un signal d'état de d isponibilité du moteur électrique.
Si la variable d'état de disponibilité du moteur thermique est VRAI , deux variables d'état CTmax et CTmin sont placées à des valeurs représentatives des caractéristiques extrêmes, respectivement maximale et minimale, du couple du moteur thermique. Si la variable d'état de disponibilité du moteur thermique est FAUX, les deux variables d'état CTmax et CTmin sont placées à la valeur nulle.
Si la variable d'état de disponibilité du moteur électrique est VRAI , deux variables d'état Cemax et Cemin sont placées à des valeurs représentatives des caractéristiq ues extrêmes, respectivement maximale et minimale, du couple du moteur électrique. Si la variable d'état de disponibilité du moteur électriq ue est FAUX, les deux variables d'état Cemax et Cemin sont placées à la valeur nulle. Le brevet FR 2.770.808 du même déposant donne des détails au sujet de ce calcul.
La tâche 92 permet de déterminer le couple moteur qui sera délivré par le moteur thermique, si c'est lui que le superviseur 1 sélectionne pour fournir le couple demandé, en fonction de l'état du véhicule automobile susceptible d'être plus ou moins polluant. En effet, pendant toute la période de préchauffage du pot catalytique le moteur thermique, s'il est choisi pour délivrer de l'énergie et du couple moteur, prod uira un couple aussi faible et constant que possible grâce à la détermination par filtrage des coefficients alpha et bêta, pendant la période de préchauffage du pot catalytique. Cela permet de chauffer de manière optimale le pot et donc de disposer plus rapidement d'un moteur thermique dépollué. C'est l'une des mesures prises par l'invention pour assurer le fonctionnement de la motorisation hybride, non plus seulement avec une pollution réduite, mais avec une pollution minimale. A cet effet, on constate de ce qui précède le moyen pour gérer les lois de répartition que comporte le superviseur 1 place les variables d'état bêta à 0,"5 et alpha à la valeur 0. Ces valeurs sont données à titre d'exemples et sont interprétées par le moyen de détermination du régime thermique initial du superviseur 1 .
Dans un mode de réalisation, le moyen de détermination du régime thermique initial du superviseur 1 fonctionne selon l'organigramme de la figure 1 0. A la figure 1 0, lors de la tâche de Début 100, le moyen de détermination du régime thermique initial reçoit les variables numériques et les variables d'état nécessaires à son fonctionnement. Puis, lors de l'étape suivante, une tâche 1 01 de détermination du couple moteur thermique, délivré lors de la phase de préchauffage du pot catalytique, calcule la valeur n umérique premier_ct comme la plus grande des deux valeurs suivantes :
• le produit alpha x couple_demandé ;
• le produit beta x Ctmax ; calcul dans lequel la variable numérique couple_demandé est produite par l'organe de demande de couple comme la pédale d'accélérateur 9, la variable numérique CTmax est produite par le moyen de détermination des limites (de couple notamment) qui a été décrit précédemment, et aussi selon l'enseignement du brevet FR-A-2.770.808 du même déposant, et les variables d'état alpha et bêta sont produites par le moyen de gestion des lois de répartition décrit précédemment notamment à l'aide de la figure 5.
Puis, lors de l'étape suivante, une tâche 102 de détermination du couple thermique à fournir, un moyen de filtrage du couple thermique initial reçoit la suite des valeurs premier_ct et en réalise un filtrage selon une fonction FiltreThermique() prédéterminée et enregistrée dans le moyen de filtrage du couple thermique disponible. Dans un mode de réalisation, le moyen de filtrage exécute le pseudo code suivant, que l'homme de métier saura traduire dans tout langage de programmation convenable pour le superviseur 1 : void FiltreThermique() // prototype du filtre void f(x, y); // voir définition ci-dessous
//variables locales : int premier_ct1 ; //entier choisi entre 0 et Ctmax int ancien_ct = 0;
faire (40 ms) premier_ct1 = max(alpha_filtre*coupIe_demandé, bêta_filtre*Ctmax); premier_ct = f(premier_ct1 , ancien_ct); ancien_ct = premier_ct; fin faire
Figure imgf000026_0001
On remarque que, dans ce mode de réalisation , les deux étapes 101 et 102 du mode de réalisation représenté à la figure 10 sont exécutées dans une même boucle "faire" dont la période a été déterminée égale à 40 millisecondes.
La fonction de filtre f(x,y) utilisée dans la boucle Faire ci- dessus pour élaborer le paramètre premier__ct est définie par le pseudo-code suivant :
Void f(x, y) Faire
Ecart = x - y
Si (Ecart > 7,8 %) Alors Retour = y + 7,8 % Sinon
Retour = x
Fin Si f = retour
Fin Faire
A la figure 9, la troisième tâche 93 est exécutée dans un mode de réalisation selon les informations contenues dans le brevet FR 2.770.808, particulièrement selon les éléments de la figure 3K et sa description pages 16 et suivantes. Le moyen de calcul pour assurer le couple demandé représenté à la figure 9 par la tâche 93, peut être réalisé de la manière suivante. Le moyen de calcul pour assurer le couple demandé réalise un ajustement des valeurs des couples de référence du moteur électrique Ce_ref et thermique Ct_ref. Ce sont ces deux valeurs numériques que le superviseur 1 , en réponse notamment à la demande de couple produite par la pédale d'accélération 9, fourn ira aux contrôleurs des moteurs électrique 5 et thermique 2.
Dans un autre mode de réalisation, le moyen de calcul pour assurer le couple demandé exécute le pseudo code suivant, que l'homme de métier saura traduire dans tout langage de prog rammation convenable pour le superviseur 1 : void AssurerCoupleDemandé()
// constantes
Rapport_chaîne; // rapport de multiplication entre le moteur // électrique et la boîte de vitesses
// fonctions f(x) ; // détermine le rapport de multiplication du
// couple en fonction du rapport engagé.
// f est une table fonction des rapports de // démultiplication de la boîte de vitesses
// du véhicule considéré.
// variables int delta; //entier
// traitement
Figure imgf000027_0001
in;
delta;
Figure imgf000028_0001
ta;
) gagé);
Figure imgf000029_0001
le couple demandé étant ainsi défini, on constate que le superviseur 1 peut à chaque instant délivrer aux contrôleurs des moteurs électrique et thermique leur signal de commande couple_électrique et couple_thermique, qui sont calculés selon les lig nes finales du pseudo code ci-dessus.
Il en résulte que les deux signaux de commande couple_électrique et couple_thermique étant remis à jour périodiq uement, selon une période de 40 millisecondes dans le • mode de réalisation préféré, par le paramétrage de_]a boucle Faire du pseudo code ci-dessus, le couple demandé par le conducteur sur la pédale d'accélérateur 9 est une variable de commande couple_demande toujours disponible, puisqu'elle est calculée en permanence pour les deux motorisations électrique ou thermique et que le couple demandé est assuré en mode électrique, en mode thermique ou en mode hybride selon les circonstances ainsi qu'il est décrit dans les moyens de contrôle et de commande disposés dans le superviseur 1 et décrits dans le but de minimiser la pollution .
On note que, dans le pseudo code qui précède, les valeurs numériques delta, cei, cti , rt+ et . rt- sont des valeurs intermédiaires qui servent au calcul des signaux de commande couple_electrique et couple_thermique. Par la mise en œuvre du pseudo code qui précède, le moyen pour assurer le couple demandé dispose des composants matériels et logiciels pour effectuer cinq tests successifs et une tâche finale dans une boucle Faire de période de 40 millisecondes. Lors du premier test (Test 1 dans le pseudo code ci- dessus) , la variable locale rt+ est mise à 0 si la valeur instantanée du couple du moteu r thermique, tel q ue calculée sur la base de la détermination du filtrage de la tâche 92 de détermination des caractéristiques de moteur thermique lors de la phase de préchauffage du pot catalytique, dépasse la valeur admissible maximale du couple du moteur thermique maximal ctmax. Dans ce cas, la valeur instantanée du couple thermique est plafonnée à cette valeur. Dans le cas contraire, la valeur instantanée cti conserve sa valeur et rt+ enregistre le gradient entre ctmax et la valeur instantanée cti.
Lors du second test (Test 2 dans le pseudo code ci- dessus) cette même valeu r est alors comparée à la valeur admissible minimale du couple du moteur thermique minimal ctmin . La variable locale rt- est mise à jour d'une manière analogue à la variable locale rt+. La variable locale rt- enregistre le g radient entre ctmin et la valeur instantanée cti.
A la fin du second test (Test 2) , les variables locales cei, re+ et re- sont mises à jour respectivement sur la base de la différence entre le couple demandé et le couple thermique instantané, le couple électrique maximum et le couple électrique instantané, le couple électrique instantané et le couple électrique minimum. On note que les variables couple_demandé cemax et cemin sont produites par le superviseur sur la base respecti- vement de la pédale d'accélérateur 9 et du moyen de détermination 91 des valeurs limites des moteurs.
Lors du troisième test (Test 3 dans le pseudo code ci- dessus) , la variable locale re+ est testée pour savoir si elle est négative. Dans ce cas, la somme des variables rt+ et re+ est affectée à une variable locale delta, re+ est annulé, re- reçoit le gradient ce_max - cemin. Selon le signe de delta, on plafonne cti à la valeur ctmax, et rt+ est établi à 0. Si delta est positif ou nul, cti reçoit le gradient ctmax - delta et rt+ est établi à delta.
Lors du quatrième test (Test 4 dans le pseudo code ci- dessus), la variable locale re- est testée pour savoir si elle négative. Des opérations analogues à ce qui précède sont alors menées en conséquence. Dans ce cas, la somme des variables rt+ et re+ est affectée à la variable delta, cemin est affecté à la variable cei. Selon le signe de delta, on limite cti à la valeur ctmin . Si delta est positif ou nul, cti reçoit la somme de ctmin et de delta.
Lors du cinquième test (Test 5 dans le pseudo code ci- dessus), si le rapport de multiplication du couple en fonction du rapport engagé (par la valeur de la variable d'état rapport_engagé produite par le contrôleur d'état associé à la boîte de vitesses 7) est non nul, on réduit la valeur instantanée du couple à produire par le moteur thermique telle que calculée ci-dessus dans la proportion du rapport de multiplication . Si ce rapport est nul, le couple thermique instantané est bloqué à 0. Enfin, la tâche finale permet de réduire la valeur calculée cei du couple électrique instantané dans le rapport de chaîne qui est le rapport de multiplication entre la vitesse de rotation du moteur électrique 5 et la vitesse de rotation en sortie de la boîte de vitesses 7, et d'affecter dans la boucle les valeurs instantanées calculées cei et cti respectivement aux variables de commande couple_électrique et coupie_thermique qui sont alors transmises comme signaux de commande aux contrôleurs respectivement du moteu r électrique 5 et du moteur thermique 2. Selon l' invention telle que définie ci-dessus, une règle qui a été prise en compte pour la conception du superviseu r 1 est d'assurer rapidement dans la durée d' une période de la boucle Faire de 40 millisecondes, au conducteur le couple qu' il demande. Il aurait été envisageable de limiter le gradient de couple du moteur thermique par unité de temps, mais u ne telle solution aurait empêché d' assurer raisonnablement la fourniture du couple demandé puisque, en partant d' une valeur de couple thermique différente de la valeur de couple demandée, il au rait fallu mettre un certain temps pour atteindre la valeur demandée. Une telle solution aurait donc empêché une réaction rapide du véhicule à la sollicitation du conducteur et une réduction de la consommation.
Cependant, selon l' invention, la division de l' analyse de l' état de la chaîne motrice en deux paramètres :
» alpha qui permet de placer le couple thermique à la valeur de couple demandé par le conducteur ; et
• bêta qui permet de placer le moteur thermique par rapport à son couple maximal dans un état donné ; permet d' adapter la commande du couple selon les situations, avec des vitesses d'évolution adaptées, sans que dans le meilleur des cas, la vitesse de réaction du véhicule soit réduite ni la consommation d' essence augmentée.
L' invention ne se limite pas aux seules conditions ind iquées dans la description , mais au contraire, elle se conjugue avec d'autres moyens, comme ceux décrits dans le brevet FR-A-2.770.808 permettant notamment de réaliser un véhicule automobile hybride pouvant fonctionner dans un mode tout électrique, dans un mode tout thermique ou dans un mode hybride, par exemple le moteur électrique travaillant en génératrice pour la régénération de la batterie et le freinage récupératif.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Véhicule automobile à motorisation hybride, du type dans lequel une chaîne motrice comporte notamment un moteur électrique (5) et un moteur thermique (5) qui fou rnissent un couple moteur de façon à contribuer à l'entraînement du véhicule, et du type dans lequel un superviseur (1 ) exécute la supervision du fonctionnement de la chaîne motrice, caractérisé en ce que le superviseur (1 ) exécute en permanence pendant l'entraînement du véhicule un cycle de supervision consistant à gérer l'énergie motrice disponible, puis à répartir le couple disponible, et en ce que le superviseur comporte :
- un moyen (G) de gestion de l'énergie q ui reçoit des variables d' état de contrôleurs d'état pour déterminer l'état de la chaîne motrice et q ui produit : - un premier paramètre (alpha_filtre ; alpha) qui détermine selon l' état de la chaîne motrice la fraction du couple demandé à produire par le moteur thermique ;
- un second paramètre (bêta_filtre ; bêta) qui détermine, selon l'état de la chaîne motrice et la vitesse de rotation du moteur thermique, la fraction du couple thermique maximal à produire par le moteur thermique ;
- un moyen (R) de répartition du couple qui reçoit des variables d' état de contrôleurs d'état associés aux composants de la chaîne motrice et les deux paramètres produit par le moyen (G) de gestion de l'énergie, et qui prod uit :
- une consigne de couple (CE) pour le moteur électrique ;
- une consigne de couple (CT) pour le moteur thermique ; de sorte que la pollution entraînée par le fonctionnement du moteur thermique soit minimisée et que le couple demandé soit satisfait immédiatement à un temps de cycle près.
2. Véh icule selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le moyen (G) de gestion de l'énergie comporte : un moyen (31 ) de gestion du mode de roulage qui reçoit et qui p roduit un moyen (32) de gestion des lois de répartition ;
3. Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen (31 ) de gestion du mode de roulage reçoit d' un contrôleur de jauge de la batterie une variable d' état (jauge_batterie) indiquant l'état de charge de la batterie et en ce qu' il comporte :
- un premier moyen de test (41 ) pour estimer si la batterie est en surcharge (jauge_batterie > Chaut) en réponse positive à laquelle le moyen de gestion de mode de roulage effectue une tâche (42) qui attribue une valeur VRAI à une variable d'état
(tout_thermique) indiquant que le mode de roulage est avec le moteur thermique ;
- un second moyen de test (43), qui est activé si le premier test est en réponse négative, pour estimer si la batterie est en défaut de charge (jauge_batterie < Cbas) en réponse positive à laquelle le moyen de de mode de roulage effectue une tâche (44) qui attribue une valeur FAUX à une variable d'état (tout_thermique) indiquant que la chaîne motrice fonctionne avec le moteur électrique.
4. Véhicule selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de gestion (32) de lois de répartitions comporte :
- un moyen (51 ) de détermination de conditions de blocage ;
- un moyen (52) de détermination d' utilisation du moteur thermique ; - un moyen (53) de filtrage des coefficients alpha et bêta.
5. Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen (51 ) de détermination des conditions de blocage reçoit les variables d'état des contrôleurs d'état de l' embrayage (4), (embrayage_colle) et du moteur électrique (2) (moteur_électrique_disponible) ainsi que la variable d'état (tout_thermique) produite par le moyen (31 ) de gestion du mode de roulage, et en ce qu' il produit, lors d' une tâche (61 ) , une variable d'état (Condition_blσcage) selon : Condition_blocage = ((tout_termique == VRAI) OU (embrayage_colle == FAUX) OU (moteur_électriq ue_disponible == FAUX)) .
6. Véhicule selon la revend ication 4, caractérisé en ce que le moyen (52) de détermination de l' utilisation du moteur thermique reçoit :
- une première variable d'état de disponibilité du moteur thermique (Moteur_thermique_disponible),
- une seconde variable d'état (Condition_bIocage) produite par le moyen (51 ) de détermination des conditions de blocage,
- une troisième variable d'état du contrôleur d'état du port catalytique indiquant que le catalyseur est amorcé (catalyseur_amorcé) ; en ce qu' il exécute successivement : - un premier test (71 ) pour savoir si la première variable d'état (Moteur_thermique_disponible) a la valeur VRAI ,
- en réponse positive auquel il exécute un second test (73) pour savoir si la seconde variable d'état (Condition_blocage) a la valeur FAUX, - en réponse positive auquel il exécute un troisième test (75) pour savoir si la troisième variable d'état (catalyseur_amorcé) a la valeur VRAI , et en ce qu' il produit deux variables d'état (alpha_brut, bêta_brut) qui valent respectivement 0 et une première valeur, si le premier test (71 ) est négatif, 1 et 0 si le second test (73) est négatif, 0 et une seconde valeur si le troisième test (75) est négatif et 0 et une valeur tabulée, fonction préenregistrée de la vitesse de rotation du moteur thermique mesurée par le contrôleur d'état du moteu r thermique sinon, les première et seconde valeurs étant déterminées par avance.
7. Véhicule selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de filtrage (53) des coefficients alpha et bêta reçoit des première et seconde variables d'état de l'embrayage (4) et du catalyseur (14), (respectivement embrayage_colle et catalyseur_amorcé), et en ce q u' il exécute un premier test (81 ) pour déterminer si la première variable d' état (embrayage_colle) a la valeur VRAI , en réponse positive auquel il exécute un second test (83) pour déterminer si la seconde variable d' état (catalyseur_amorcé) a la valeu r VRAI , en réponse positive auquel il produit une première variable d'état (contante_monte) et une seconde variable d' état (constante_descente) présentant une première valeur constante commune (Normal) enregistrée dans le superviseur (1 ), en ce que, en réponse négative au premier test (81 ) , il affecte à la seconde variable d'état (constante_descente) u ne seconde valeur constante (Rapide) plus élevée que la première valeur constante (Normal) et à la première variable d'état (constante_monte) une troisième valeur constante (Lent) plus petite que la première valeur constante (Normal), en ce que, en réponse négative au second test (83) , il affecte à la première et à la seconde variables d'état une troisième valeur constante (Lent) plus petite que la première valeur constante (Normal), en ce qu'enfin, il exécute une tâche (86) de filtrage des variables d' état (alpha_brut, bêta_brut) produites par le moyen de détermination de l' utilisation du moteur thermique (52), la fonction de filtrage (filtre(arguments)) recevant la valeur à filtrer (alpha_brute ou bêta__brut) et les deux variables d' état (constante_monte, constante_descente) produites en réponse aux tests (81 - 85), ces deux dernières déterminant la forme du gabarit de filtrage, de sorte que deux variables d'état (alpha, bêta) soient produites, la première (alpha) qui détermine la fraction du couple demandé à prod uire par le moteur thermique et la seconde (bêta) qui détermine la fraction du couple thermiq ue maximal à produire par le moteur thermique.
8. Véhicule selon la revendication 1 , caractérisé en ce q ue le moyen ( R ) de répartition du couple comporte : - un premier moyen (91 ) pour déterminer les valeurs limites maximales et minimales des couples des deux moteurs électrique (5) et thermique (2) ;
- un second moyen (92) pour déterminer le couple du moteur thermique lors d' étapes initiales qui reçoit les variables d' état issues du moyen de gestion de l'énergie, les valeurs limites de couples produites par le premier moyen (91 ) pour déterminer les valeurs limites maximales et minimales des couples des deux moteurs électrique et thermique, ainsi que la variable d'état issue de l' organe de demande de couple (9) ;
- un troisième moyen (93) pour assurer la réponse à la demande de couple.
9. Véhicule selon la revendication 8, caractérisé en ce que le second moyen (92) pour déterminer le couple du moteur thermique lors d'étapes initiales reçoit :
- la première variable d'état (alpha) produite par le moyen (G) de gestion de l' énergie,
- la variable d'état (couple_demandé) produite par l'organe (9) de demande de couple ; - la seconde variable d'état (bêta) produite par le moyen (G) de gestion de l'énergie ;
- la variable d'état (Ctmax) indiquant la valeur instantanée de couple maximal disponible sur le moteur thermique ; en ce qu' il exécute une première tâche (101 ) pour prod uire une variable d'état de sortie (premier_ct) pour prendre la plus g rande de deux valeurs calculées à chaque période du cycle du superviseur (1 ) , la première valeur étant formée par le produit de la première variable d'état (alpha) par la variable d'état de demande de couple (couple_demande), la seconde valeu r étant formé par le produit de la seconde variable d' état (bêta) par la variable d'état indiquant le couple thermique maximal , et une seconde tâche (1 02) de filtrage de la variable d'état de sortie de la tâche (1 01 ) (premier_ct) selon un gabarit de filtre prédéterminé pour produire en sortie du second moyen (92) pour déterminer le couple du moteur thermique lors d' étapes initiales.
10. Véhicule selon les revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le troisième moyen (93) pour assurer la réponse à la demande de couple reçoit :
- la variable d'état de sortie de la tâche (101 ) (premier_ct) ;
- les variables d'état des valeurs limites des couples disponibles (Ctmax, Ctmin , Cemax, Cemin) ;
- une variable d'état (rapport_engagé) issue d' un contrôleur d' état de la boîte de vitesses (7) ;
- une valeur constante (rapport-chaîne) caractéristique du rapport entre la vitesse de rotation d u moteur électrique et de cette vitesse de rotation en sortie de la boîte de vitesses ;
- la variable d'état (couple_demandé) issue de l' organe de demande de couple (9) ; en ce qu'après avoir affecté à une première variable locale (cti) représentant la consigne de couple instantané du moteur thermique la variable d'état de sortie de la tâche (1 01 ) (premier_ct), il exécute dans une boucle Faire, d'une période déterminée, un premier test (Testi ) pour déterminer si la variable locale dépasse ou non le couple thermique maximal (ctmax), auquel cas la variable locale (cti) étant alors plafonnée à la valeur du couple thermique maximale (ctmax), un second test (Test 2) pour déterminer si la variable locale est inférieure au couple thermique minimal (ctmin), auquel cas la variable locale (cti) étant alors limitée à la valeur du couple thermique minimale (ctmin) , en ce qu' une seconde variable locale (cei) représentative de la consigne de couple instantané du moteur électrique reçoit le solde à assurer (couple_demande - cti) entre le couple demandé et le couple thermique de consigne instantané calcu lé et en ce que si un rapport de boîte de vitesses est engagé, la consigne de coup le thermique instantanée est corrigée en fonction du rapport de boîte (rapport_engagé) et en ce que les première et seconde consignes de sortie (couple_thermique, couple_electrique; CT, CE) reçoivent les valeurs des première et seconde variables locales instantanées (cti, cei).
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