WO2017134373A1 - Procédé et dispositif de contrôle de la fonction de récupération d'énergie de freinage d'un véhicule hybride dans une pente descendante - Google Patents

Procédé et dispositif de contrôle de la fonction de récupération d'énergie de freinage d'un véhicule hybride dans une pente descendante Download PDF

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energy recovery
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Vincent DESCHAMPS
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Peugeot Citroen Automobiles Sa
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Definitions

  • the invention relates to vehicles, possibly of automobile type, and comprising a conventional braking system and a hybrid transmission chain and braking energy recovery function.
  • conventional braking system is understood here to mean a hydraulic braking system in which the braking force supplied by the driver is transmitted directly, without modulation making it possible to reduce this hydraulic braking in real time in favor of regenerative braking (for example electric).
  • Hydraulic braking being totally dissipative, the braking energy, which completes the regenerative braking, is totally lost, which is a pity in terms of consumption.
  • hybrid vehicles equipped with a conventional braking system currently generate, from the driver's point of view, a much greater engine brake than a transmission chain vehicle. purely thermal. This feature is intended to ensure the generation of maximum regenerative braking before the driver bears on the brake pedal and therefore, as explained above, the hydraulic braking energy is completely lost.
  • the deceleration induced by the engine brake (and used by the braking energy recovery function) is sometimes badly felt by some drivers.
  • the invention therefore aims in particular to improve the situation, for example to allow an increase in the amplitude of the regenerative braking lever foot of the accelerator pedal in certain situations, such as for example during a taxi on a downward slope.
  • This method is characterized in that it comprises a step in which the vehicle determines its acceleration at a time t 0 , and, when the vehicle is traveling, or about to move, on a downhill lane and that the driver no longer presses on the accelerator pedal, the vehicle determines a braking energy recovery torque capable of at least partially canceling this determined acceleration, then controls its prime mover so that it recovers the energy of braking according to this determined torque.
  • control method according to the invention may comprise other characteristics that can be taken separately or in combination, and in particular:
  • the vehicle can determine an acceleration that it would have at a time t 0 in the presence of a so-called standard torque braking energy recovery in the event of lifting the foot of the accelerator pedal, then determining a braking energy recovery torque as a function of this determined acceleration, then control its prime mover so that it recovers the braking energy according to this determined torque when the driver actually lifts the foot of the accelerator pedal;
  • the vehicle can determine its acceleration for a time t 0 equal to a current moment, then, if this determined acceleration is greater than a chosen threshold, the vehicle can determine the braking energy recovery torque which is suitable for making the acceleration of the vehicle equal to this acceleration threshold, whereas if this determined acceleration is below the chosen threshold, the vehicle can determine a braking energy recovery torque equal to the standard torque;
  • the chosen threshold may, for example, be between 0 m. s “2 and 0.5 m " s "2 ;
  • the vehicle can determine its acceleration for a time t 0 equal to a current moment, then can determine if its current speed is greater than or equal to a prescribed speed imposed on the taxiway, and if so it may determine a braking energy recovery torque to make its current speed less than or equal to this prescribed speed, while if this current speed is less than this prescribed speed, the vehicle may not use the recovery function braking energy;
  • the vehicle can determine its acceleration in progress, at a time t 0 equal to a current moment, and then can determine a braking energy recovery torque capable of canceling this determined acceleration to maintain a current speed, then can control its prime mover so that it recovers the braking energy according to this determined torque.
  • the invention also proposes a device intended to control a function of regeneration of braking energy of a vehicle comprising an accelerator pedal capable of being controlled by a driver and a hybrid transmission chain comprising a non-driving engine. thermal and reversible operation.
  • This device is characterized in that it is arranged to determine an acceleration of its vehicle at a time t 0 , and when his vehicle is traveling, or about to circulate, on a downhill lane and that the driver no longer presses on the accelerator pedal, to determine a braking energy recovery torque to cancel at least partially this determined acceleration, then to control the prime mover so that it recovers the braking energy according to this determined couple.
  • this device can be arranged to determine an acceleration that its vehicle would have at a time t 0 in the presence of a so-called standard torque braking energy recovery in case of lifting of the accelerator pedal, then to determine a braking energy recovery torque as a function of this determined acceleration, then to control the driving machine so that it recovers the braking energy according to this determined torque when the driver actually lifts the foot of the pedal 'accelerator.
  • the invention also proposes a vehicle, possibly of automobile type, and comprising a hybrid transmission chain comprising a non-thermal and reversible operating engine, an accelerator pedal capable of being controlled by a driver, a recovery function of braking energy, and a control device of the type of that presented above.
  • FIG. 1 schematically and functionally illustrates a vehicle comprising a hybrid transmission chain and a supervision computer comprising a control device according to the invention
  • FIG. 2 schematically illustrates an example of an algorithm implementing a control method according to the invention.
  • the object of the invention is notably to propose a control method, and an associated DC control device, intended to enable a control of the braking energy recovery function of a vehicle V with hybrid transmission chain.
  • the (hybrid) vehicle V is of automobile type. This is for example a car. But the invention is not limited to this type of hybrid vehicle. It concerns indeed any land vehicle having a hybrid transmission chain intended to produce torque for rotating wheels, a braking energy recovery function and a conventional braking system. Therefore, the invention relates at least to cars, motorcycles, commercial vehicles, coaches (or buses) and trucks.
  • conventional braking system is understood here to mean a hydraulic braking system in which the braking force supplied by the driver is transmitted directly, without modulation making it possible to reduce this hydraulic braking in real time in favor of regenerative braking.
  • hybrid transmission chain means a transmission chain comprising a powertrain (or GMP) comprising at least one heat engine and at least one non-thermal engine.
  • FIG. 1 shows schematically a vehicle V comprising a transmission chain comprising a hybrid powertrain (or GMP), a supervision computer CS capable of supervising (or managing) the operation of the GMP, an EM clutch, a BV robotic gearbox, a coupling / decoupling means MC, and a DC control device according to the invention.
  • GMP hybrid powertrain
  • CS supervision computer
  • the hybrid GMP comprises in particular an MT heat engine, a non-thermal power engine MM, and energy storage means MS.
  • thermo engine MT is understood to mean a machine consuming fuel or chemicals.
  • non-thermal motor machine MM here means a non-thermal machine or motor intended to provide torque for moving a vehicle, either alone or in addition to the engine. MT. It should be noted that this non-thermal power machine MM may not be coupled to the heat engine MT or may be continuously coupled to the heat engine MT (and in this case it forms with the latter (MT) an independant block) or may be automatically decoupled.
  • the non-thermal motor machine MM is considered to be an electric machine. But in alternative embodiments it could be a hydraulic machine, a pneumatic machine or a flywheel, since it can control the negative torque she (he) generates.
  • the thermal engine MT comprises a crankshaft (not shown) which is fixedly attached to a motor shaft in order to drive the latter in rotation.
  • the BV gearbox can be of any type. Therefore it can be a manual gearbox, an automatic gearbox (or BVA) or a manual gearbox (BVMP or DCT (double clutch gearbox)).
  • BVA automatic gearbox
  • BVMP manual gearbox
  • DCT double clutch gearbox
  • This gearbox BV comprises at least one input shaft (or primary) intended to receive the torque produced by the heat engine MT via the clutch EM, and an output shaft intended to receive this torque via the gear shaft. input to communicate it to a transmission shaft to which it is coupled and which is coupled indirectly to the wheels (here of the front train TV of the vehicle V), preferably via a differential before DV.
  • the clutch EM comprises a flywheel fixedly secured to the drive shaft and a clutch disc fixedly secured to the input shaft of the gearbox BV.
  • the electric machine MM is of the reversible type and coupled to the energy storage means MS, possibly via a DC / DC type inverter (not shown).
  • the energy storage means MS are of the electric type. For example, they are low voltage type (for example about 220 V).
  • the coupling / decoupling means MC is here responsible for coupling / decoupling the electric machine MM to a transmission shaft in order to communicate the torque it produces through the energy stored in the storage means MS.
  • This transmission shaft is responsible for rotating the wheels (here of the rear train TR of the vehicle V), preferably via a rear differential DR.
  • This coupling / decoupling means MC is for example a jaw mechanism or a clutch or a hydraulic torque converter.
  • the transmission chain also comprises an electric machine AD (starter or alternator-starter) which is coupled to the heat engine MT, possibly via a freewheel, in particular to launch it during a start.
  • This electric machine AD is also coupled to energy storage means, which are optionally those referenced MS, as shown in non-limiting manner in FIG. 1, but which could be arranged in the form of a battery, for example of a very small type. low voltage (for example 12 V, 24 V or 48 V).
  • the vehicle V implements a brake energy recovery function for recovering braking energy via the electric machine MM when the transmission chain is under engine braking and the driver does not press on the accelerator pedal ("foot lift"). This recovery is done through the reversible operation of the electric machine MM.
  • the braking energy, here electrical, which is recovered by the torque of the electric machine MM is stored in the storage means MS.
  • the operations of the thermal engine MT, the coupling / decoupling means MC, the electric machine MM and the electric machine AD are here controlled by the supervision computer CS. But they could be controlled by several (at least two) calculators.
  • This control is carried out according to information and instructions provided by on-board electronic equipment in vehicle V, such as for example sensors and computers.
  • the vehicle V may comprise a communication network, possibly of multiplexed type, and allowing on-board electronic equipment (and in particular the supervision computer CS and the on-board computer), which are connected to it, to exchange information and instructions.
  • the invention proposes to implement in the vehicle V a control method for enabling the control of its braking energy recovery function in case of lifting of the accelerator pedal.
  • the control device DC is part of the supervision computer CS of the transmission chain. But this is not obligatory.
  • This DC control device could indeed be an independent equipment, possibly coupled to the supervision computer CS. Therefore, the DC control device can be realized in the form of software modules (or computer or "software”), or a combination of electronic circuits (or “hardware”) and software modules.
  • the control method comprises a step in which the vehicle V begins by determining its acceleration a (t 0 ) at a time t 0 . It is important to understand that this acceleration a (t 0 ) is a function, in particular, of the downward slope of the portion of the taxiway on which the vehicle V circulates or is about to circulate.
  • this slope can be determined by at least one sensor embedded in the vehicle V or defined by topographical information provided by a navigation aid device embedded in the vehicle V.
  • this information topographic data may be contained in a database of the navigation aid device or may be transmitted to the latter, for example by a satellite communication network.
  • this navigation aid device can provide the slope of the portion of the taxiway via what is known to those skilled in the art as the electronic horizon.
  • the acceleration a (t 0 ) is determined permanently (i.e. periodically), for a question of responsiveness.
  • the vehicle V ( and more precisely its (control) device DC determines a braking energy recovery pair c RF suitable for canceling at least partially this determined acceleration a (t 0 ). Then, the vehicle V (and more precisely its DC device) controls the electric machine MM so that it recovers the braking energy according to this determined torque Crf when the driver actually lifts the foot of the accelerator pedal.
  • the variation of the torque c rf is obtained by varying a power supply parameter of the electric machine MM, such as, for example, its supply current or its supply voltage.
  • This variation of the torque c ref is intended to adapt the regenerative braking as a function of the acceleration a (t 0 ) when the driver does not press the accelerator pedal and thus the vehicle V is on a downward slope.
  • the braking energy recovery function requires the electric machine MM to recover the braking energy according to a said torque.
  • standard (or nominal) c s when the driver is not depressing on the accelerator pedal.
  • the vehicle V (and more precisely its DC device) can begin by determining the acceleration a (t 0 ) that it would have at a time t 0 in the presence of the standard torque (or nominal) c s recovered by the electric machine MM when lifting the foot of the accelerator pedal.
  • the vehicle V (and more precisely its DC device) can determine a braking energy recovery torque c rf as a function of this determined acceleration a (t 0 ). Finally, the vehicle V (and more precisely its DC device) can control the electric machine MM so that it recovers the braking energy according to this determined torque Crf.
  • the time t 0 may be equal to the current moment (t).
  • the latter can, for example, be provided by at least one accelerometer embedded in the vehicle V.
  • it can be determined from topographic information provided by a navigation aid device on board the vehicle V, and more precisely from the slope that presents the portion of the taxiway on which the vehicle is traveling. V at the instant t in progress (and therefore for its current position).
  • the vehicle V (and more precisely its DC device) can determine a braking energy recovery torque c rf which is equal to the torque standard c s .
  • the chosen threshold s1 may be between 0 m. s "2 and 0.5 ms " 2 ).
  • the regenerative braking is increased with respect to the standard regenerative braking. (or nominal) in "foot lift". Note that if the driver wants to accelerate the vehicle V, it can do it by pressing the accelerator pedal.
  • a sort of regenerative braking regulation is performed as a function of the acceleration in progress and therefore of the current slope, so that the speed in progress remains less than or equal to the prescribed speed.
  • the prescribed speed imposed at time t 0 on the taxiway is defined by information that is provided by the on-board navigation aid device in vehicle V or by a computer embedded in vehicle V and responsible for analyzing the environment of the latter (V), and in particular to read the information on the speed limit panels, for example by means of at least one front camera.
  • the vehicle V (and more precisely its DC device) can determine its current acceleration a (t 0 ) at a time t 0 which is equal to the current moment (t).
  • This acceleration a (t 0 ) in progress can be obtained in the same way as in the first embodiment (accelerometer (s) embedded (s) or from topographic information).
  • the vehicle V (and more precisely its DC device) can determine a braking energy recovery torque c rf which is adapted to cancel this determined acceleration a (t 0 ) to maintain its current speed v (t), and control the electric machine MM so that it recovers the braking energy according to this determined torque d.
  • a kind of closed-loop regulation of the regenerative braking is performed as a function of the current acceleration and therefore of the current slope, in order to maintain the current speed. Note that if the driver wants to accelerate the vehicle V, it can do it by pressing the accelerator pedal.
  • FIG. 2 schematically illustrates a nonlimiting example of an algorithm implementing a control method according to the invention. This example corresponds to the first embodiment described above.
  • the DC device of a vehicle V determines the acceleration a (t 0 ) that it would have at a time t 0 if the driver did not press the accelerator pedal.
  • the DC device can be informed that the driver does not press the accelerator pedal. Note that in a variant this sub-step 20 could occur after the substep 30.
  • the device DC performs a test to determine if this acceleration a (t 0 ) determined in the substep 10 is greater than a chosen threshold s1. In the affirmative (a (t 0 )> s1), the device DC estimates in a substep 40 a braking energy recovery torque d which is capable of canceling this determined acceleration a (t 0 ).
  • the device DC controls the electric machine MM so that it recovers the braking energy according to this determined torque d.
  • the invention advantageously improves the recovery of braking energy when the vehicle is on a downward slope, allowing the driver not to use hydraulic braking.

Abstract

Un procédé permet de contrôler une fonction de récupération d'énergie de freinage d'un véhicule (V) comportant une pédale d'accélérateur contrôlée par un conducteur et une chaîne de transmission hybride comportant une machine motrice (MM) non thermique et à fonctionnement réversible. Ce procédé comprend une étape (10-70) dans laquelle le véhicule (V) détermine son accélération à un instant t0, et, lorsque le véhicule (V) circule, ou s'apprête à circuler, sur une voie de circulation en pente descendante et que le conducteur n'appuie plus sur la pédale d'accélérateur, le véhicule (V) détermine un couple de récupération d'énergie de freinage propre à annuler au moins partiellement cette accélération déterminée, puis contrôle la machine motrice (MM) de sorte qu'elle récupère l'énergie de freinage selon ce couple déterminé.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONTROLE DE LA FONCTION DE RÉCUPÉRATION D'ÉNERGIE DE FREINAGE D'UN VÉHICULE HYBRIDE
DANS UNE PENTE DESCENDANTE
L'invention concerne les véhicules, éventuellement de type automobile, et comprenant un système de freinage conventionnel et une chaîne de transmission hybride et à fonction de récupération d'énergie de freinage.
On entend ici par « système de freinage conventionnel » un système de freinage hydraulique dans lequel l'effort de freinage fourni par le conducteur est directement transmis, sans modulation permettant de diminuer en temps réel ce freinage hydraulique au profit d'un freinage de récupération (par exemple électrique).
Dans les véhicules précités, généralement de type automobile, lorsqu'un effort de freinage doit être généré du fait de la présence d'une pente descendante induisant une accélération alors que la chaîne de transmission est fermée, le conducteur lève tout d'abord le pied de la pédale d'accélérateur, ce qui en général induit un freinage récupératif (ou récupération d'énergie de freinage). Ce freinage récupératif est généralement ressenti par le conducteur comme un frein moteur.
Si le conducteur estime qu'il a besoin de davantage de freinage que celui qui est induit par la fonction de récupération d'énergie de freinage, il doit appuyer sur la pédale de frein, et c'est alors un freinage hydraulique qui vient compléter le freinage récupératif (avec éventuellement un surplus de freinage électrique). Le freinage hydraulique étant totalement dissipatif, l'énergie de freinage, qui complète le freinage récupératif, est donc totalement perdue, ce qui est dommage en termes de consommation.
Par ailleurs, les véhicules hybrides équipés d'un système de freinage conventionnel génèrent actuellement, du point de vue du conducteur, un frein moteur beaucoup plus important qu'un véhicule à chaîne de transmission purement thermique. Cette caractéristique est destinée à garantir la génération d'un maximum de freinage récupératif avant que le conducteur n'appuie sur la pédale de frein et donc, comme expliqué plus haut, que l'énergie de freinage hydraulique soit totalement perdue. Or, la décélération induite par le frein moteur (et utilisée par la fonction de récupération d'énergie de freinage) est parfois mal ressentie par certains conducteurs.
L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation, par exemple afin de permettre une augmentation de l'amplitude du freinage récupératif en lever de pied de la pédale d'accélérateur dans certaines situations, comme par exemple lors d'un roulage sur une pente descendante.
Elle propose notamment à cet effet un procédé destiné à permettre le contrôle d'une fonction de récupération d'énergie de freinage d'un véhicule comportant une pédale d'accélérateur propre à être contrôlée par un conducteur et une chaîne de transmission hybride comportant une machine motrice non thermique et à fonctionnement réversible.
Ce procédé se caractérise par le fait qu'il comprend une étape dans laquelle le véhicule détermine son accélération à un instant t0, et, lorsque le véhicule circule, ou s'apprête à circuler, sur une voie de circulation en pente descendante et que le conducteur n'appuie plus sur la pédale d'accélérateur, le véhicule détermine un couple de récupération d'énergie de freinage propre à annuler au moins partiellement cette accélération déterminée, puis contrôle sa machine motrice de sorte qu'elle récupère l'énergie de freinage selon ce couple déterminé.
Ainsi, on peut améliorer la récupération de l'énergie de freinage lorsque le véhicule est sur une pente descendante, en permettant au conducteur de ne pas faire appel au freinage hydraulique, ou bien faire moins appel au freinage hydraulique du véhicule (ce qui dépend notamment de la capacité de récupération de la machine motrice).
Le procédé de contrôle selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- dans un premier mode de réalisation, le véhicule peut déterminer une accélération qu'il aurait à un instant t0 en présence d'un couple dit standard de récupération d'énergie de freinage en cas de lever de pied de la pédale d'accélérateur, puis déterminer un couple de récupération d'énergie de freinage en fonction de cette accélération déterminée, puis contrôler sa machine motrice de sorte qu'elle récupère l'énergie de freinage selon ce couple déterminé lorsque le conducteur lève effectivement le pied de la pédale d'accélérateur ;
le véhicule peut déterminer son accélération pour un instant t0 égal à un instant en cours, puis, si cette accélération déterminée est supérieure à un seuil choisi, le véhicule peut déterminer le couple de récupération d'énergie de freinage qui est propre à rendre l'accélération du véhicule égale à ce seuil d'accélération, tandis que si cette accélération déterminée est inférieure au seuil choisi, le véhicule peut déterminer un couple de récupération d'énergie de freinage égal au couple standard ;
• le seuil choisi peut, à titre d'exemple, être compris entre 0 m. s"2 et 0,5 m. s"2 ;
en variante, le véhicule peut déterminer son accélération pour un instant t0 égal à un instant en cours, puis peut déterminer si sa vitesse en cours est supérieure ou égale à une vitesse réglementaire imposée sur la voie de circulation, et dans l'affirmative il peut déterminer un couple de récupération d'énergie de freinage propre à rendre sa vitesse en cours inférieure ou égale à cette vitesse réglementaire, tandis que si cette vitesse en cours est inférieure à cette vitesse réglementaire, le véhicule peut ne pas utiliser la fonction de récupération d'énergie de freinage ;
- dans un second mode de réalisation, le véhicule peut déterminer son accélération en cours, à un instant t0 égal à un instant en cours, puis peut déterminer un couple de récupération d'énergie de freinage propre à annuler cette accélération déterminée pour maintenir une vitesse en cours, puis peut contrôler sa machine motrice de sorte qu'elle récupère l'énergie de freinage selon ce couple déterminé.
L'invention propose également un dispositif, destiné à contrôler une fonction de récupération d'énergie de freinage d'un véhicule comportant une pédale d'accélérateur propre à être contrôlée par un conducteur et une chaîne de transmission hybride comportant une machine motrice non thermique et à fonctionnement réversible.
Ce dispositif se caractérise par le fait qu'il est agencé pour déterminer une accélération de son véhicule à un instant t0, et lorsque son véhicule circule, ou s'apprête à circuler, sur une voie de circulation en pente descendante et que le conducteur n'appuie plus sur la pédale d'accélérateur, pour déterminer un couple de récupération d'énergie de freinage propre à annuler au moins partiellement cette accélération déterminée, puis pour contrôler la machine motrice de sorte qu'elle récupère l'énergie de freinage selon ce couple déterminé.
Par exemple, ce dispositif peut être agencé pour déterminer une accélération que son véhicule aurait à un instant t0 en présence d'un couple dit standard de récupération d'énergie de freinage en cas de lever de pied de la pédale d'accélérateur, puis pour déterminer un couple de récupération d'énergie de freinage en fonction de cette accélération déterminée, puis pour contrôler la machine motrice de sorte qu'elle récupère l'énergie de freinage selon ce couple déterminé lorsque le conducteur lève effectivement le pied de la pédale d'accélérateur.
L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant une chaîne de transmission hybride comportant une machine motrice non thermique et à fonctionnement réversible, une pédale d'accélérateur propre à être contrôlée par un conducteur, une fonction de récupération d'énergie de freinage, et un dispositif de contrôle du type de celui présenté ci-avant.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels:
- la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement un véhicule comprenant une chaîne de transmission hybride et un calculateur de supervision comprenant un dispositif de contrôle selon l'invention, et
- la figure 2 illustre schématiquement un exemple d'algorithme mettant en œuvre un procédé de contrôle selon l'invention.
L'invention a notamment pour but de proposer un procédé de contrôle, et un dispositif de contrôle DC associé, destinés à permettre un contrôle de la fonction de récupération d'énergie de freinage d'un véhicule V à chaîne de transmission hybride.
On considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule (hybride) V est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule hybride. Elle concerne en effet tout véhicule terrestre ayant une chaîne de transmission hybride destinée à produire du couple pour faire tourner des roues, une fonction de récupération d'énergie de freinage et un système de freinage conventionnel. Par conséquent, l'invention concerne au moins les voitures, les motocyclettes, les véhicules utilitaires, les cars (ou bus) et les camions.
On entend ici par « système de freinage conventionnel » un système de freinage hydraulique dans lequel l'effort de freinage fourni par le conducteur est directement transmis, sans modulation permettant de diminuer en temps réel ce freinage hydraulique au profit d'un freinage de récupération.
Par ailleurs, on entend ici par « chaîne de transmission hybride » une chaîne de transmission comprenant un groupe motopropulseur (ou GMP) comportant au moins un moteur thermique et au moins une machine motrice non thermique.
On a schématiquement représenté sur la figure 1 un véhicule V comprenant une chaîne de transmission comportant un groupe motopropulseur (ou GMP) de type hybride, un calculateur de supervision CS propre à superviser (ou gérer) le fonctionnement du GMP, un embrayage EM, une boîte de vitesses robotisée BV, un moyen de couplage/découplage MC, et un dispositif de contrôle DC selon l'invention.
Le GMP hybride comprend notamment un moteur thermique MT, une machine motrice non thermique MM, et des moyens de stockage d'énergie MS.
On entend ici par « moteur thermique MT » une machine consommant du carburant ou des produits chimiques.
Par ailleurs, on entend ici par « machine motrice non thermique MM » une machine ou un moteur non thermique destiné(e) à fournir du couple pour déplacer un véhicule, soit seul(e), soit en complément du moteur thermique MT. On notera que cette machine motrice non thermique MM peut ne pas être couplée au moteur thermique MT ou bien peut être continuellement accouplée au moteur thermique MT (et dans ce cas elle forme avec ce dernier (MT) un bloc indécouplable) ou bien peut être automatiquement découplée.
On considère dans ce qui suit, à titre d'exemple illustratif, que la machine motrice non thermique MM est une machine électrique. Mais dans des variantes de réalisation il pourrait s'agir d'une machine hydraulique, d'une machine pneumatique ou d'un volant d'inertie, dès lors que l'on peut contrôler le couple négatif qu'elle (qu'il) génère.
Le moteur thermique MT comprend un vilebrequin (non représenté) qui est solidarisé fixement à un arbre moteur afin d'entraîner ce dernier en rotation.
La boîte de vitesses BV peut être de tout type. Par conséquent il peut s'agir d'une boîte de vitesses manuelle, d'une boîte de vitesses automatique (ou BVA) ou d'une boîte de vitesses manuelle pilotée (BVMP ou DCT (boîte à double embrayage)).
Cette boîte de vitesses BV comprend au moins un arbre d'entrée (ou primaire) destiné à recevoir le couple produit par le moteur thermique MT via l'embrayage EM, et un arbre de sortie destiné à recevoir ce couple via l'arbre d'entrée afin de le communiquer à un arbre de transmission auquel il est couplé et qui est couplé indirectement aux roues (ici du train avant TV du véhicule V), de préférence via un différentiel avant DV. Par exemple, l'embrayage EM comprend un volant moteur solidarisé fixement à l'arbre moteur et un disque d'embrayage solidarisé fixement à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses BV.
La machine électrique MM est de type réversible et couplée aux moyens de stockage d'énergie MS, éventuellement via un onduleur de type DC/DC (non représenté). Compte tenu de l'hypothèse faite plus haut, les moyens de stockage d'énergie MS sont de type électrique. Par exemple, ils sont de type basse tension (par exemple environ 220 V).
Le moyen de couplage/découplage MC est ici chargé de coupler/ découpler la machine électrique MM à un/d'un arbre de transmission afin de communiquer le couple qu'elle produit grâce à l'énergie stockée dans les moyens de stockage MS. Cet arbre de transmission est chargé d'entraîner en rotation les roues (ici du train arrière TR du véhicule V), de préférence via un différentiel arrière DR. Ce moyen de couplage/découplage MC est par exemple un mécanisme à crabots ou un embrayage ou encore un convertisseur de couple hydraulique.
La chaîne de transmission comprend également une machine électrique AD (démarreur ou alterno-démarreur) qui est couplée au moteur thermique MT, éventuellement via une roue libre, notamment pour le lancer lors d'un démarrage. Cette machine électrique AD est également couplée à des moyens de stockage d'énergie, qui sont éventuellement ceux référencés MS, comme illustré non limitativement sur la figure 1 , mais qui pourraient être agencés sous la forme d'une batterie, par exemple de type très basse tension (par exemple 12 V, 24 V ou 48V).
Par ailleurs, le véhicule V met en œuvre une fonction de récupération d'énergie de freinage destinée à récupérer de l'énergie de freinage via la machine électrique MM lorsque la chaîne de transmission est en frein moteur et que le conducteur n'appuie pas sur la pédale d'accélérateur (« lever de pied »). Cette récupération se fait grâce au fonctionnement réversible de la machine électrique MM. L'énergie de freinage, ici électrique, qui est récupérée par le couple de la machine électrique MM est stockée dans les moyens de stockage MS.
Les fonctionnements du moteur thermique MT, du moyen de couplage/découplage MC, de la machine électrique MM et de la machine électrique AD sont, ici, contrôlés par le calculateur de supervision CS. Mais ils pourraient être contrôlés par plusieurs (au moins deux) calculateurs. Ce contrôle s'effectue en fonction d'informations et d'instructions fournies par des équipements électroniques embarqués dans le véhicule V, comme par exemple des capteurs et des calculateurs. Par exemple, le véhicule V peut comprendre un réseau de communication, éventuellement de type multiplexé, et permettant à des équipements électroniques embarqués (et notamment le calculateur de supervision CS et l'ordinateur de bord), qui sont connectés à lui, d'échanger des informations et instructions. Comme indiqué précédemment, l'invention propose de mettre en œuvre dans le véhicule V un procédé de contrôle destiné à permettre le contrôle de sa fonction de récupération d'énergie de freinage en cas de lever de pied de la pédale d'accélérateur.
Un tel procédé peut être mis en œuvre par le dispositif de contrôle DC. Dans l'exemple non limitatif illustré sur la figure 1 , le dispositif de contrôle DC fait partie du calculateur de supervision CS de la chaîne de transmission. Mais cela n'est pas obligatoire. Ce dispositif de contrôle DC pourrait en effet être un équipement indépendant, éventuellement couplé au calculateur de supervision CS. Par conséquent, le dispositif de contrôle DC peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software »), ou bien d'une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels.
Le procédé de contrôle, selon l'invention, comprend une étape dans laquelle le véhicule V commence par déterminer son accélération a(t0) à un instant t0. Il est important de comprendre que cette accélération a(t0) est fonction, notamment, de la pente descendante de la portion de voie de circulation sur laquelle le véhicule V circule ou s'apprête à circuler.
Il est également important de noter que cette pente peut être déterminée par au moins un capteur embarqué dans le véhicule V ou bien définie par des informations topographiques fournies par un dispositif d'aide à la navigation embarqué dans le véhicule V. On notera que ces informations topographiques peuvent être contenues dans une base de données du dispositif d'aide à la navigation ou peuvent être transmises à ce dernier, par exemple par un réseau de communication par satellites. Par exemple, ce dispositif d'aide à la navigation peut fournir la pente de la portion de voie de circulation à venir via ce que l'homme de l'art appelle l'horizon électronique.
De préférence, l'accélération a(t0) est déterminée de façon permanente (c'est-à-dire périodiquement), pour une question de réactivité.
Puis, si deux conditions sont réunies, à savoir que le véhicule V circule, ou s'apprête à circuler, sur une voie de circulation en pente descendante et que le conducteur n'appuie plus sur la pédale d'accélérateur, le véhicule V (et plus précisément son dispositif (de contrôle) DC) détermine un couple de récupération d'énergie de freinage crf propre à annuler au moins partiellement cette accélération déterminée a(t0). Ensuite, le véhicule V (et plus précisément son dispositif DC) contrôle la machine électrique MM de sorte qu'elle récupère l'énergie de freinage selon ce couple déterminé Crf lorsque le conducteur lève effectivement le pied de la pédale d'accélérateur.
La variation du couple crf est obtenue en faisant varier un paramètre d'alimentation électrique de la machine électrique MM, comme par exemple son courant d'alimentation ou sa tension d'alimentation.
Cette variation du couple crf est destinée à adapter le freinage récupératif en fonction de l'accélération a(t0) lorsque le conducteur n'appuie pas sur la pédale d'accélérateur et donc que le véhicule V est sur une pente descendante.
On notera qu'en l'absence de contrôle du couple de récupération d'énergie de freinage par le dispositif DC, la fonction de récupération d'énergie de freinage impose à la machine électrique MM de récupérer l'énergie de freinage selon un couple dit standard (ou nominal) cs lorsque le conducteur n'appuie pas sur la pédale d'accélérateur.
Au moins deux modes de réalisation peuvent être envisagés.
Dans un premier mode de réalisation, le véhicule V (et plus précisément son dispositif DC) peut commencer par déterminer l'accélération a(t0) qu'il aurait à un instant t0 en présence du couple standard (ou nominal) cs récupéré par la machine électrique MM en cas de lever de pied de la pédale d'accélérateur.
Puis, le véhicule V (et plus précisément son dispositif DC) peut déterminer un couple de récupération d'énergie de freinage crf en fonction de cette accélération déterminée a(t0). Enfin, le véhicule V (et plus précisément son dispositif DC) peut contrôler la machine électrique MM afin qu'elle récupère l'énergie de freinage selon ce couple déterminé Crf.
Par exemple, l'instant t0 peut être égal à l'instant en cours (t). Dans ce cas, le véhicule V (et plus précisément son dispositif DC) n'a besoin de connaître que l'accélération a(t0 = t) en cours.
Cette dernière peut, par exemple, être fournie par au moins un accéléromètre embarqué dans le véhicule V. En variante, elle peut être déterminée à partir d'informations topographiques fournies par un dispositif d'aide à la navigation embarqué dans le véhicule V, et plus précisément à partir de la pente que présente la portion de voie de circulation sur laquelle circule le véhicule V à l'instant t en cours (et donc pour sa position en cours).
Une fois que le véhicule V (et plus précisément son dispositif DC) connaît l'accélération a(t0 = t) en cours, il peut déterminer si cette accélération déterminée a(t0 = t) est supérieure à un seuil choisi s1 . Dans l'affirmative, le véhicule V (et plus précisément son dispositif DC) peut déterminer le couple de récupération d'énergie de freinage crf qui est propre à annuler ou compenser au moins partiellement cette accélération déterminée a(t0 = t), puis peut contrôler la machine électrique MM de sorte qu'elle récupère l'énergie de freinage selon ce couple déterminé d. En revanche, si cette accélération déterminée a(t0 = t) est inférieure au seuil choisi s1 , le véhicule V (et plus précisément son dispositif DC) peut déterminer un couple de récupération d'énergie de freinage crf qui est égal au couple standard cs.
A titre d'exemple le seuil choisi s1 peut être compris entre 0 m. s"2 et 0,5 m.s"2).
On comprendra que dans ce premier mode de réalisation, une fois que l'on a identifié que la pente descendante va nécessiter une augmentation du freinage si l'on veut maintenir la vitesse en cours, on augmente le freinage récupératif par rapport au freinage récupératif standard (ou nominale) en « lever de pied ». On notera que si le conducteur désire accélérer le véhicule V, il peut le faire en appuyant sur la pédale d'accélérateur.
Dans une variante de réalisation du premier mode, une fois que le véhicule V (et plus précisément son dispositif DC) connaît l'accélération a(t0 = t) en cours et la vitesse v(t0 = t) en cours, il peut déterminer si cette vitesse en cours v(t0) est supérieure ou égale à une vitesse réglementaire imposée sur la voie de circulation. Puis, dans l'affirmative, le véhicule V (et plus précisément son dispositif DC) peut déterminer un couple de récupération d'énergie de freinage crf qui est propre à rendre sa vitesse en cours v(t0) inférieure ou égale à cette vitesse réglementaire. En revanche, si cette vitesse en cours v(t0) est inférieure ou égale à cette vitesse réglementaire, le véhicule V (et plus précisément son dispositif DC) peut ne pas utiliser la fonction de récupération d'énergie de freinage.
Dans cette variante, on effectue une espèce de régulation du freinage récupératif en fonction de l'accélération en cours et donc de la pente en cours, afin que la vitesse en cours demeure inférieure ou égale à la vitesse réglementaire.
On notera que la vitesse réglementaire imposée à l'instant t0 sur la voie de circulation est définie par des informations qui sont fournies par le dispositif d'aide à la navigation embarqué dans le véhicule V ou par un calculateur embarqué dans le véhicule V et chargé d'analyser l'environnement de ce dernier (V), et notamment de lire les informations inscrites sur les panneaux de limitation de vitesse, par exemple au moyen d'au moins une caméra frontale.
Dans un second mode de réalisation, le véhicule V (et plus précisément son dispositif DC) peut déterminer son accélération en cours a(t0), à un instant t0 qui est égal à l'instant en cours (t). Cette accélération a(t0) en cours peut être obtenue de la même façon que dans le premier mode de réalisation (accéléromètre(s) embarqué(s) ou à partir d'informations topographiques). Puis, le véhicule V (et plus précisément son dispositif DC) peut déterminer un couple de récupération d'énergie de freinage crf qui est propre à annuler cette accélération déterminée a(t0) pour maintenir sa vitesse en cours v(t), et contrôler la machine électrique MM de sorte qu'elle récupère l'énergie de freinage selon ce couple déterminé d.
Dans ce second mode de réalisation, on effectue une espèce de régulation en boucle fermée du freinage récupératif en fonction de l'accélération en cours et donc de la pente en cours, afin de maintenir la vitesse en cours. On notera que si le conducteur désire accélérer le véhicule V, il peut le faire en appuyant sur la pédale d'accélérateur.
On a schématiquement illustré sur la figure 2 un exemple non limitatif d'algorithme mettant en œuvre un procédé de contrôle selon l'invention. Cet exemple correspond au premier mode de réalisation décrit précédemment.
Dans une sous-étape 10, le dispositif DC d'un véhicule V détermine l'accélération a(t0) qu'il aurait à un instant t0 si le conducteur n'appuyait pas sur la pédale d'accélérateur.
Dans une sous-étape 20, le dispositif DC peut être informé du fait que le conducteur n'appuie pas sur la pédale d'accélérateur. On notera que dans une variante cette sous-étape 20 pourrait survenir après la sous-étape 30.
Dans une sous-étape 30, le dispositif DC effectue un test pour déterminer si cette accélération a(t0) déterminée dans la sous-étape 10 est supérieure à un seuil choisi s1 . Dans l'affirmative (a(t0) > s1 ), le dispositif DC estime dans une sous-étape 40 un couple de récupération d'énergie de freinage d qui est propre à annuler cette accélération déterminée a(t0).
Puis, dans une sous-étape 50, le dispositif DC contrôle la machine électrique MM de sorte qu'elle récupère l'énergie de freinage selon ce couple déterminé d.
Si le test effectué à la sous-étape 30 indique que l'accélération a(t0) déterminée dans la sous-étape 20 est inférieure au seuil choisi s1 (soit a(t0) < s1 ), le dispositif DC détermine dans une sous-étape 60 un couple de récupération d'énergie de freinage crf qui est égal au couple standard cs. Puis, dans une sous-étape 70, le dispositif DC contrôle la machine électrique MM de sorte qu'elle récupère l'énergie de freinage selon ce couple déterminé crf (= cs).
L'invention permet avantageusement d'améliorer la récupération de l'énergie de freinage lorsque le véhicule est sur une pente descendante, en permettant au conducteur de ne pas faire appel au freinage hydraulique.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de contrôle d'une fonction de récupération d'énergie de freinage d'un véhicule (V) comportant une pédale d'accélérateur propre à être contrôlée par un conducteur et une chaîne de transmission hybride comportant une machine motrice (MM) non thermique et à fonctionnement réversible, caractérisé en ce qu'il comprend une étape (10-70) dans laquelle ledit véhicule (V) détermine son accélération à un instant t0, et, lorsque ledit véhicule (V) circule, ou s'apprête à circuler, sur une voie de circulation en pente descendante et que ledit conducteur n'appuie plus sur ladite pédale d'accélérateur, ledit véhicule (V) détermine un couple de récupération d'énergie de freinage propre à annuler au moins partiellement ladite accélération déterminée, puis contrôle ladite machine motrice (MM) de sorte qu'elle récupère l'énergie de freinage selon ledit couple déterminé.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que dans ladite étape (10-70) ledit véhicule (V) détermine une accélération qu'il aurait à un instant t0 en présence d'un couple dit standard de récupération d'énergie de freinage en cas de lever de pied de ladite pédale d'accélérateur, puis détermine un couple de récupération d'énergie de freinage en fonction de ladite accélération déterminée, puis contrôle ladite machine motrice (MM) de sorte qu'elle récupère l'énergie de freinage selon ledit couple déterminé lorsque ledit conducteur lève effectivement le pied de ladite pédale d'accélérateur.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-70) ledit véhicule (V) détermine son accélération pour un instant t0 égal à un instant en cours, puis, si ladite accélération déterminée est supérieure à un seuil choisi, ledit véhicule (V) détermine ledit couple de récupération d'énergie de freinage propre à rendre l'accélération dudit véhicule (V) égale audit seuil d'accélération, tandis que si ladite accélération déterminée est inférieure audit seuil choisi, ledit véhicule (V) détermine un couple de récupération d'énergie de freinage égal audit couple standard.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit seuil choisi est compris entre 0 m. s"2 et 0,5 m. s"2.
5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-70) ledit véhicule (V) détermine son accélération pour un instant t0 égal à un instant en cours, puis détermine si sa vitesse en cours est supérieure ou égale à une vitesse réglementaire imposée sur ladite voie de circulation, détermine un couple de récupération d'énergie de freinage propre à rendre sa vitesse en cours inférieure ou égale à ladite vitesse réglementaire, tandis que si ladite vitesse en cours est inférieure à ladite vitesse réglementaire, ledit véhicule (V) n'utilise pas ladite fonction de récupération d'énergie de freinage.
6. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que dans ladite étape (10-70) ledit véhicule (V) détermine son accélération en cours, à un instant t0 égal à un instant en cours, puis détermine un couple de récupération d'énergie de freinage propre à annuler ladite accélération déterminée pour maintenir une vitesse en cours, puis contrôle ladite machine motrice (MM) de sorte qu'elle récupère l'énergie de freinage selon ledit couple déterminé.
7. Dispositif (DC) pour contrôler une fonction de récupération d'énergie de freinage d'un véhicule (V) comportant une pédale d'accélérateur propre à être contrôlée par un conducteur et une chaîne de transmission hybride comportant une machine motrice (MM) à fonctionnement réversible, caractérisé en ce qu'il est agencé pour déterminer une accélération dudit véhicule (V) à un instant t0, et, lorsque ledit véhicule (V) circule, ou s'apprête à circuler, sur une voie de circulation en pente descendante et que ledit conducteur n'appuie plus sur ladite pédale d'accélérateur, pour déterminer un couple de récupération d'énergie de freinage propre à annuler au moins partiellement ladite accélération déterminée, puis pour contrôler ladite machine motrice (MM) de sorte qu'elle récupère l'énergie de freinage selon ledit couple déterminé.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est agencé pour déterminer une accélération que ledit véhicule (V) aurait à un instant t0 en présence d'un couple dit standard de récupération d'énergie de freinage en cas de lever de pied de ladite pédale d'accélérateur, puis pour déterminer un couple de récupération d'énergie de freinage en fonction de ladite accélération déterminée, puis pour contrôler ladite machine motrice (MM) de sorte qu'elle récupère l'énergie de freinage selon ledit couple déterminé lorsque ledit conducteur lève effectivement le pied de ladite pédale d'accélérateur.
5 9. Véhicule (V) comprenant une chaîne de transmission hybride comportant une machine motrice (MM) non thermique et à fonctionnement réversible, une pédale d'accélérateur propre à être contrôlée par un conducteur et une fonction de récupération d'énergie de freinage, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif de contrôle (DC) selon la î o revendication s.
10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est de type automobile.
PCT/FR2017/050204 2016-02-02 2017-01-30 Procédé et dispositif de contrôle de la fonction de récupération d'énergie de freinage d'un véhicule hybride dans une pente descendante WO2017134373A1 (fr)

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