WO2019072863A1 - Procédé de compensation des acyclismes d'un moteur thermique au moyen d'une machine électrique tournante - Google Patents

Procédé de compensation des acyclismes d'un moteur thermique au moyen d'une machine électrique tournante Download PDF

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WO2019072863A1
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torque
rotor
shaft
heat engine
variation
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Pierre Tisserand
Alexandre SCHMITT
Jean-Claude Matt
Mathieu MAZARIN
Joachim Laupa
Maxime Paul
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Valeo Equipements Electriques Moteur
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    • B60W2710/083—Torque

Definitions

  • a motor vehicle traction chain comprises a heat engine coupled to a gearbox via a clutch.
  • the gearbox is mechanically connected to the wheels via a differential.
  • the crankshaft of the heat engine is connected to a mechanical damper and then to the clutch to transmit energy to the wheels through the gearbox.
  • a rotating electrical machine can be installed in the traction chain to improve the energy balance of the vehicle.
  • This electric machine is able to operate in engine mode to ensure traction of the vehicle alone or in combination with the engine to provide traction assistance.
  • This machine is also able to operate in generator mode to supply energy to the vehicle battery and / or to the coupled loads on the electrical network.
  • the engine when running, exhibits torque fluctuations due to explosions and compressions of the fuel in the cylinders. These torque fluctuations result in significant variations in speed which are damped by the inertia present on the shaft of the engine. Nevertheless, the variations remain significant, causing vibration and design constraints for the mechanical parts and this, despite the presence of the damper placed on the crankshaft of the engine.
  • the invention aims to overcome, at least in part, this disadvantage by taking advantage of the presence of the rotating electrical machine placed downstream of the mechanical damper.
  • the subject of the invention is a method for compensating the acyclisms of a motor vehicle engine, the thermal engine belonging to a traction system comprising: a mechanical damper,
  • a rotary electric machine comprising a rotor mounted on a shaft and a stator
  • the step of determining the variation of torque comprises a step of selecting the torque variations, then a step of synchronous demodulation of a speed variation related to the acyclism to obtain a continuous component of the acyclism by filtering the high frame rate.
  • the step of determining the torque variation further comprises a step of controlling the DC component to a reference value, for example equal to zero.
  • said method comprises a step of correcting a component obtained after servocontrol.
  • the step of determining the variation of torque comprises a step of re-modulation of the DC component, before performing the step of subtraction or addition of the signal obtained at the torque setpoint of reference.
  • said method further comprises an optional phase correction step and / or gain of the signal obtained after remodulation.
  • the step of determining the torque variation related to the acyclism comprises a step of transforming the measured angular position of the rotor or the shaft by a transformation system operating at K times the speed of rotation. rotating the rotor or the shaft to obtain two quadrature output signals whose only DC component is retained by filtering, K being equal to the number of explosions in the cylinders per revolution of the crankshaft.
  • the transformation system implements a transformation of time references, for example a Park or sin / cos transformation.
  • said method comprises a step of filtering each output signal of the transformation system to isolate a DC component.
  • said method comprises a step of controlling each continuous component to a reference value, for example equal to zero.
  • said method comprises a step of correcting each filtered signal, in particular by means of a corrector, for example of Proportional or Proportional-Integral type.
  • said method comprises a step of inverse transformation of time markers for each filtered signal, the signal resulting from a sum or addition of the signals of the inverse transform operation being added to or subtracted from the torque setpoint of reference.
  • said method comprises an optional prior step of phase correction and / or gain of the signal resulting from the combination of the signals of the inverse transform operation.
  • the steps of the method in particular the inverse processing, filtering, servocontrol and transformation stages, are implemented in parallel for different harmonics of the pair linked to the acyclism,
  • said method further comprises a step of summing or adding the processed signals for these different harmonics to obtain a resulting signal
  • the rotating electrical machine is disposed between the clutch and the heat engine.
  • the rotating electrical machine is disposed between two clutches so as to allow an electric driving mode and a thermal rolling mode of the motor vehicle.
  • the invention also relates to a system for compensating the acyclisms of a motor vehicle engine, the thermal engine belonging to a power train comprising:
  • a rotary electric machine comprising a rotor mounted on a shaft and a stator
  • subtraction or addition means as a function of the sign of this torque variation, of this torque variation to a reference torque reference of the rotating electrical machine, for determining a command torque setpoint, - Control means of the rotating electrical machine to obtain the control torque setpoint.
  • Figures 1a and 1b are diagrammatic representations illustrating two embodiments of a motor vehicle traction chain with which is implemented the compensation method acyclisms of the engine according to the present invention
  • Figure 2a is a schematic representation of a first embodiment of a heat engine acyclic compensation system according to the present invention
  • FIG. 2b is a diagram of the steps of the method according to the invention implemented with the acyclic compensation system of FIG. 2a;
  • FIG. 3a is a schematic representation of a second embodiment of a functional block according to the invention making it possible to determine the torque variations related to the acyclism of the heat engine;
  • FIG. 3b is a diagram of the steps of the method according to the invention implemented with the acyclic compensation system according to the invention integrating the functional block of FIG. 3a;
  • Figures 4a and 4b illustrate a parallel implementation of the method according to the invention for different harmonics of the torque related to acyclism respectively without and with the use of a pendulum damping device acyclisms. Identical, similar or similar elements retain the same reference from one figure to another.
  • FIGS 1a and 1b show a traction chain 10 implanted on a train 1 1 of a motor vehicle.
  • This traction chain 10 comprises a heat engine 12 and a gearbox 13 provided with at least one input shaft 13.1 and an output shaft 13.2 connected to the wheels via a differential 16.
  • a clutch K1 is interposed between the heat engine 12 and the input shaft 13.1 of the gearbox 13.
  • a reversible type rotating electric machine 17 is disposed between the clutch K1 and the heat engine 12. More precisely, this electric machine 17 is disposed between the clutch K1 and a mechanical damper 20 mounted on the crankshaft of the heat engine 12. Electrical machine 17 is operable in a generator mode during a regenerative braking phase delivering current on the network for example to recharge a battery (not shown) and in a motor mode to assist the engine 12 and, the if necessary with the clutch KO open to ensure electric running of the vehicle, as shown in Figure 1 b.
  • the mechanical damper 20, the electric machine 17 and the clutch K1 are contained in the same housing 21.
  • an optional rotary electrical machine 24 may be coupled to the heat engine 12 via the front face, on the accessories facade belt.
  • the motion transmission device 25 between the heat engine 12 and the electric machine 24 may, for example, comprise a belt cooperating with pulleys carried respectively by the crankshaft and the shaft of the machine 24.
  • This electric machine 24, commonly known as the starter, is adapted to operate in a generator mode to recharge the vehicle battery as well as in a motor mode to ensure a start of the engine 12 while the vehicle is at a standstill or during a transition of a mode of electric taxiing to a thermal taxiing mode.
  • the electric machine 17 has an operating voltage of between 48 volts and 300 volts.
  • the electric machine 24 has an operating voltage of between 12 volts and 48 volts. Following a realization, the electric machine 17 is 48 volts or 300 volts, and the electric machine 24 is 12 volts or 48 volts.
  • the electrical machines 17, 24 may for example be synchronous type machines with permanent magnets, and / or synchronous wound rotor.
  • the second clutch KO is used.
  • the electric machine 17 is mounted between the first clutch K1 and the second clutch KO.
  • the clutch KO is open while K1 is closed.
  • the two clutches K0 and K1 are closed.
  • a sensor 27 ensures, in a step 100, a measurement Mes_pos of an angular position of the shaft 17.3 or the rotor 17.2.
  • the sensor 27 is implanted between the mechanical damper 20 and the gearbox 13 at the location where the rotor 17.2 of the electric machine 17 is placed.
  • the functional block 28 determines, from the measured angular position Mes_pos of the shaft 17.3 or the rotor 17.2, the variation of torque related to the acyclism of the heat engine 12.
  • the module 29 provides, in a step 102, a selection of the torque variations and a synchronous demodulation of a speed variation related to acyclism to obtain a continuous component of acyclism by filtering a high frame rate with the aid of the filter 30.
  • the module 31 ensures servocontrol of the DC component at a reference value R, for example equal to zero.
  • a step 104 the component coming from the module 31 is corrected by a correction module 32, for example of Proportional-Integral type.
  • the module 33 performs, in a step 105, a re-modulation of the DC component.
  • a step 106 the signal obtained after re-modulation can be corrected in phase and / or in gain respectively via the modules 35.1 and 35.2.
  • this torque variation is subtracted or added, according to its sign, using a module 34, to a reference torque reference Cref of the rotating electrical machine 17, to determine a setpoint of Cref control torque that incorporates the torque variation to be applied to compensate for the acyclism of the heat engine 12.
  • the rotating electrical machine 17 is then driven, in step 108, to obtain the control torque setpoint Cref.
  • control torque setpoint Cref is applied in a conventional torque control chain 36 of the electric machine 17.
  • This chain 36 comprises a comparator 37 for comparing the input control torque signal Cref with the output signal of a model 38 of the rotary electrical machine 17.
  • This model 38 is in connection with power modules 39 of a transistor rectifier bridge also having an inverter function for injecting currents into the phase windings of the stator 17.1 in order to obtain the desired control torque set point Cref on the shaft 17.3 on which the rotor 17.2 of the machine 17 is mounted.
  • the output signal of the comparator 37 is advantageously corrected by means of a corrector 42, for example of type PI (Proportional-Integral).
  • a sensor 27 provides, in a step 200, a Mes_pos measurement of an angular position of the shaft 17.3 or the rotor 17.2.
  • the sensor 27 is located between the mechanical damper 20 and the gearbox 13 at the location where the rotor 17.2 of the electric machine is located.
  • the functional block 28 determines, from the measured angular position Mes_pos of the shaft 17.3 or the rotor 17.2, the variation of torque related to the acyclism of the heat engine 12.
  • the system 45 ensures a transformation of the measured angular position of the rotor 17.2 or the shaft 17.3 by a transformation system operating at K times the speed of rotation ⁇ of the rotor 17.2 or the 17.3 to obtain two output signals xD and xQ in quadrature whose only DC component is retained by filtering. It is specified that K is equal to the number of explosions in the cylinders per revolution of crankshaft.
  • K corresponds to the acyclism present on the crankshaft of the engine 12.
  • K 2 for a 4-cylinder engine
  • K 1.5 for a 3-cylinder engine
  • K 3 for a three-cylinder engine. 6-cylinder thermal engine, etc.
  • the transformation system 45 implements a transformation of time references, for example a Park transformation or sin / cos.
  • a module 46 filters each output signal of the transformation system 45 to isolate a DC component.
  • the module 47 ensures a servocontrol of each DC component to a reference value R, for example equal to zero.
  • each filtered signal is corrected, in particular by means of a corrector 48, for example of Proportional or Proportional-Integral type.
  • a step 206 the system 49 provides an inverse transformation of time references for each filtered signal.
  • the module 50 performs a sum or addition of the signals of the inverse transform operation to obtain a signal corresponding to the variation of torque.
  • the signal resulting from the combination of the signals of the inverse transform operation can be corrected in phase and / or in gain respectively via the modules 35.1 and 35.2 (see FIG. 2a).
  • the signal corresponding to the variation of torque is subtracted or added, according to its sign, using a module 34, to a reference torque reference Cref of the rotating electrical machine 17, for determining a command torque setpoint Cref which incorporates the variation of torque to be applied to compensate for the acyclism of the engine 12.
  • the rotating electrical machine 17 is then driven, in step 210, to obtain the control torque setpoint Cref.
  • control torque setpoint Cref is applied in a conventional torque control chain 36 of the electric machine 17.
  • This chain 36 comprises a comparator 37 for comparing the input control torque signal Cref with the output signal of a model 38 of the rotary electrical machine 17.
  • This model 38 is in connection with power modules 39 of a transistor rectifier bridge also having an inverter function for injecting currents into the phase windings of the stator 17.1 in order to obtain the desired control torque set point Cref on the shaft 17.3 on which the rotor 17.2 of the machine 17 is mounted.
  • the comparator output signal 37 is advantageously corrected by means of a corrector 42, for example of type PI (Proportional-Integral). As illustrated in FIG.
  • the steps of the method in particular the steps of transformation, filtering, servocontrol and inverse transformation carried out by the functional blocks 28, are implemented in parallel for different harmonics of the pair linked to the irregular.
  • the corresponding transformation system 45 operates at 2.N.K times the rotational speed ⁇ of the rotor 17.2 or the shaft 17.3, where N is the rank of the harmonic processed.
  • the module 50 then provides a sum or addition of the processed signals for these different harmonics to obtain a resulting signal.
  • the resulting signal is added or subtracted from the reference torque setpoint, as previously discussed.

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Abstract

L'invention porte principalement sur un procédé de compensation des acyclismes d'un moteur thermique (12) de véhicule automobile comportant: - une étape de mesure d'une position angulaire de l'arbre (17.3) ou du rotor (17.2) au moyen d'un capteur (27) implanté entre l'amortisseur mécanique (20) et la boîte de vitesses (13) à l'endroit où est disposé le rotor (17.2) de la machine électrique tournante (17), - une étape de détermination, à partir de la position angulaire mesurée de l'arbre (17.3) ou du rotor (17.2), d'une variation de couple liée à l'acyclisme du moteur thermique, - une étape de soustraction ou d'addition, en fonction du signe de cette variation de couple, de cette variation de couple à une consigne de couple de référence (Cref) de la machine électrique tournante (17), pour déterminer une consigne de couple de commande (Cref'), - une étape de pilotage de la machine électrique tournante (17) pour obtenir la consigne de couple de commande.

Description

PROCÉDÉ DE COMPENSATION DES ACYCLISMES D'UN MOTEUR THERMIQUE AU MOYEN D'UNE MACHINE ÉLECTRIQUE TOURNANTE
La présente invention porte sur un procédé de compensation des acyclismes du moteur thermique au moyen d'une machine électrique tournante. De façon connue en soi, une chaîne de traction de véhicule automobile comporte un moteur thermique accouplé à une boîte de vitesses par l'intermédiaire d'un embrayage. La boîte de vitesses est reliée mécaniquement aux roues par l'intermédiaire d'un différentiel. Généralement, le vilebrequin du moteur thermique est connecté à un amortisseur mécanique puis à l'embrayage pour transmettre l'énergie aux roues au travers de la boîte de vitesses.
Par ailleurs, une machine électrique tournante peut être implantée dans la chaîne de traction pour améliorer le bilan énergétique du véhicule. Cette machine électrique est apte à fonctionner en mode moteur pour assurer une traction du véhicule seule ou en combinaison avec le moteur thermique pour assurer une aide à la traction. Cette machine est également apte à fonctionner en mode générateur pour fournir de l'énergie à la batterie du véhicule et/ou aux charges couplées sur le réseau électrique.
Le moteur thermique, lorsqu'il tourne, présente des fluctuations de couple dues aux explosions et compressions du carburant dans les cylindres. Ces fluctuations de couple se traduisent par des variations importantes de vitesse qui sont amorties par l'inertie présente sur l'arbre du moteur thermique. Néanmoins, les variations restent importantes, provoquant des vibrations et des contraintes de conception pour les pièces mécaniques et cela, malgré la présence de l'amortisseur placé sur le vilebrequin du moteur thermique.
L'invention a pour but de palier, au moins en partie, à cet inconvénient en tirant profit de la présence de la machine électrique tournante placée en aval de l'amortisseur mécanique.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de compensation des acyclismes d'un moteur thermique de véhicule automobile, le moteur thermique appartenant à une chaîne de traction comportant: - un amortisseur mécanique,
- une machine électrique tournante comportant un rotor monté sur un arbre et un stator,
- au moins un embrayage, et
- une boîte de vitesses,
caractérisé en ce que ledit procédé comporte:
- une étape de mesure d'une position angulaire de l'arbre ou du rotor au moyen d'un capteur implanté entre l'amortisseur mécanique et la boîte de vitesses à l'endroit où est disposé le rotor de la machine électrique tournante, - une étape de détermination, à partir de la position angulaire mesurée de l'arbre ou du rotor, d'une variation de couple liée à l'acyclisme du moteur thermique,
- une étape de soustraction ou d'addition, en fonction du signe de cette variation de couple, de cette variation de couple à une consigne de couple de référence de la machine électrique tournante, pour déterminer une consigne de couple de commande,
- une étape de pilotage de la machine électrique tournante pour obtenir la consigne de couple de commande.
Selon une mise en œuvre, l'étape de détermination de la variation de couple comporte une étape de sélection des variations de couple, puis une étape de démodulation synchrone d'une variation de vitesse liée à l'acyclisme pour obtenir une composante continue de l'acyclisme en filtrant la fréquence haute image.
Selon une mise en œuvre, l'étape de détermination de la variation de couple comporte en outre une étape d'asservissement de la composante continue à une valeur de référence, par exemple égale à zéro.
Selon une mise en œuvre, ledit procédé comporte une étape de correction d'une composante obtenue après asservissement.
Selon une mise en œuvre, l'étape de détermination de la variation de couple comporte une étape de re-modulation de la composante continue, avant d'effectuer l'étape de soustraction ou d'addition du signal obtenu à la consigne de couple de référence. Selon une mise en œuvre, ledit procédé comporte en outre une étape optionnelle de correction en phase et/ou en gain du signal obtenu après remodulation.
Selon une mise en œuvre, l'étape de détermination de la variation de couple liée à l'acyclisme comporte une étape de transformation de la position angulaire mesurée du rotor ou de l'arbre par un système de transformation fonctionnant à K fois la vitesse de rotation du rotor ou de l'arbre pour obtenir deux signaux de sortie en quadrature dont on conserve uniquement la composante continue par filtrage, K étant égal au nombre d'explosions dans les cylindres par tour de vilebrequin.
Selon une mise en œuvre, le système de transformation met en œuvre une transformation de repères temporels, par exemple une transformation de Park ou sin/cos.
Selon une mise en œuvre, ledit procédé comporte une étape de filtrage de chaque signal de sortie du système de transformation pour isoler une composante continue.
Selon une mise en œuvre, ledit procédé comporte une étape d'asservissement de chaque composante continue à une valeur de référence, par exemple égale à zéro. Selon une mise en œuvre, ledit procédé comporte une étape de correction de chaque signal filtré, notamment au moyen d'un correcteur, par exemple de type Proportionnel ou Proportionnel-Intégral.
Selon une mise en œuvre, ledit procédé comporte une étape de transformation inverse de repères temporels pour chaque signal filtré, le signal issu d'une somme ou addition des signaux de l'opération de transformée inverse étant ajouté ou soustrait à la consigne de couple de référence.
Selon une mise en œuvre, ledit procédé comporte une étape préalable optionnelle de correction en phase et/ou en gain du signal issu de la combinaison des signaux de l'opération de transformée inverse. Selon une mise en œuvre, les étapes du procédé, notamment les étapes de transformation, de filtrage, d'asservissement et de transformation inverses, sont mises en œuvre en parallèle pour différentes harmoniques du couple lié à l'acyclisme,
- et ledit procédé comporte en outre une étape de somme ou addition des signaux traités pour ces différentes harmoniques pour obtenir un signal résultant,
- ledit signal résultant étant ajouté ou soustrait à la consigne de couple de référence. Selon une mise en œuvre, la machine électrique tournante est disposée entre l'embrayage et le moteur thermique.
Selon une mise en œuvre, la machine électrique tournante est disposée entre deux embrayages de sorte à permettre un mode de roulage électrique et un mode de roulage thermique du véhicule automobile. L'invention a également pour objet un système de compensation des acyclismes d'un moteur thermique de véhicule automobile, le moteur thermique appartenant à une chaîne de traction comportant :
- un amortisseur mécanique,
- une machine électrique tournante comportant un rotor monté sur un arbre et un stator,
- au moins un embrayage, et
- une boîte de vitesses,
caractérisé en ce que ledit procédé comporte:
- un capteur de mesure d'une position angulaire de l'arbre ou du rotor implanté entre l'amortisseur mécanique et la boîte de vitesses à l'endroit où est disposé le rotor de la machine électrique tournante,
- des moyens de détermination, à partir de la position angulaire mesurée de l'arbre ou du rotor, d'une variation de couple liée à l'acyclisme du moteur thermique,
- des moyens de soustraction ou d'addition, en fonction du signe de cette variation de couple, de cette variation de couple à une consigne de couple de référence de la machine électrique tournante, pour déterminer une consigne de couple de commande, - des moyens de pilotage de la machine électrique tournante pour obtenir la consigne de couple de commande.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention.
Les figures 1 a et 1 b sont des représentations schématiques illustrant deux modes de réalisation d'une chaîne de traction pour véhicule automobile avec laquelle est mis en œuvre le procédé de compensation des acyclismes du moteur thermique selon la présente invention; La figure 2a est une représentation schématique d'un premier mode de réalisation d'un système de compensation des acyclismes du moteur thermique selon la présente invention;
La figure 2b est un diagramme des étapes du procédé selon l'invention mis en œuvre avec le système de compensation des acyclismes de la figure 2a; La figure 3a est une représentation schématique d'un deuxième mode de réalisation d'un bloc fonctionnel selon l'invention permettant de déterminer les variations de couple liées à l'acyclisme du moteur thermique;
La figure 3b est un diagramme des étapes du procédé selon l'invention mis en œuvre avec le système de compensation des acyclismes selon l'invention intégrant le bloc fonctionnel de la figure 3a;
Les figures 4a et 4b illustrent une mise en œuvre en parallèle du procédé selon l'invention pour différentes harmoniques du couple lié à l'acyclisme respectivement sans et avec l'utilisation d'un dispositif pendulaire d'amortissement des acyclismes. Les éléments identiques, similaires, ou analogues, conservent la même référence d'une figure à l'autre.
Les figures 1 a et 1 b montrent une chaîne de traction 10 implantée sur un train 1 1 d'un véhicule automobile. Cette chaîne de traction 10 comporte un moteur thermique 12 et une boîte de vitesses 13 munie au moins d'un arbre d'entrée 13.1 et d'un arbre de sortie 13.2 connecté aux roues par l'intermédiaire d'un différentiel 16. Un embrayage K1 est interposé entre le moteur thermique 12 et l'arbre d'entrée 13.1 de la boîte de vitesses 13.
Une machine électrique tournante 17 de type réversible est disposée entre l'embrayage K1 et le moteur thermique 12. Plus précisément, cette machine électrique 17 est disposée entre l'embrayage K1 et un amortisseur mécanique 20 monté sur le vilebrequin du moteur thermique 12. La machine électrique 17 est apte à fonctionner dans un mode générateur lors d'une phase de freinage récupératif délivrant du courant sur le réseau par exemple pour recharger une batterie (non représentée) ainsi que dans un mode moteur pour assister le moteur thermique 12 et, le cas échéant avec l'embrayage KO ouvert pour assurer un roulage électrique du véhicule, tel que cela est montré sur la figure 1 b.
Avantageusement, comme cela est représenté sur la figure 2a, l'amortisseur mécanique 20, la machine électrique 17, ainsi que l'embrayage K1 sont contenus dans un même boîtier 21 .
Comme cela est montré sur les figures 1 a et 1 b, une machine électrique tournante 24 optionnelle pourra être accouplée au moteur thermique 12 via la face avant, sur la courroie façade accessoires. Le dispositif de transmission de mouvement 25 entre le moteur thermique 12 et la machine électrique 24 pourra par exemple comporter une courroie coopérant avec des poulies portées respectivement par le vilebrequin et l'arbre de la machine 24. Cette machine électrique 24, appelée communément alterno-démarreur, est apte à fonctionner dans un mode générateur pour recharger la batterie du véhicule ainsi que dans un mode moteur pour assurer un démarrage du moteur thermique 12 alors que le véhicule est à l'arrêt ou lors d'une transition d'un mode de roulage électrique vers un mode de roulage thermique. La machine électrique 17 présente une tension de fonctionnement comprise entre 48 Volts et 300 Volts. La machine électrique 24 présente une tension de fonctionnement comprise entre 12 Volts et 48 Volts. Suivant une réalisation, la machine électrique 17 est du type 48 Volts ou 300 Volts, et la machine électrique 24 est du type 12 Volts ou 48 Volts. Les machines électriques 17, 24 pourront respectivement par exemple être des machines de type synchrone à aimants permanents, et/ou synchrone à rotor bobiné. Dans le mode de réalisation de la figure 1 b, on fait appel au deuxième embrayage KO. La machine électrique 17 est montée entre le premier embrayage K1 et le deuxième embrayage KO. Ainsi, dans un mode de fonctionnement électrique, l'embrayage KO est ouvert tandis que K1 est fermé. Dans un mode de fonctionnement thermique, les deux embrayages KO et K1 sont fermés.
On décrit ci-après, en référence avec les figures 2a et 2b, une première mise en œuvre du système et du procédé de compensation des acyclismes du moteur thermique 12 selon l'invention.
Un capteur 27 assure, dans une étape 100, une mesure Mes_pos d'une position angulaire de l'arbre 17.3 ou du rotor 17.2. Le capteur 27 est implanté entre l'amortisseur mécanique 20 et la boîte de vitesses 13 à l'endroit où est disposé le rotor 17.2 de la machine électrique 17.
Dans une étape 101 , le bloc fonctionnel 28 détermine ensuite, à partir de la position angulaire mesurée Mes_pos de l'arbre 17.3 ou du rotor 17.2, la variation de couple liée à l'acyclisme du moteur thermique 12.
A cet effet, le module 29 assure, dans une étape 102, une sélection des variations de couple puis une démodulation synchrone d'une variation de vitesse liée à l'acyclisme pour obtenir une composante continue de l'acyclisme en filtrant une fréquence haute image à l'aide du filtre 30. Dans une étape 103, le module 31 assure un asservissement de la composante continue à une valeur de référence R, par exemple égale à zéro.
Dans une étape 104, la composante issue du module 31 est corrigée par un module correcteur 32, par exemple de type Proportionnel-Intégral. Le module 33 effectue, dans une étape 105, une re-modulation de la composante continue.
Dans une étape 106, du signal obtenu après re-modulation peut être corrigé en phase et/ou en gain respectivement via les modules 35.1 et 35.2. Dans une étape 107, cette variation de couple est soustraite ou ajoutée, en fonction de son signe, à l'aide d'un module 34, à une consigne de couple de référence Cref de la machine électrique tournante 17, pour déterminer une consigne de couple de commande Cref qui intègre la variation de couple à appliquer pour compenser l'acyclisme du moteur thermique 12. La machine électrique tournante 17 est ensuite pilotée, dans étape 108, pour obtenir la consigne de couple de commande Cref.
A cet effet, la consigne de couple de commande Cref est appliquée dans une chaîne 36 d'asservissement en couple classique de la machine électrique 17. Cette chaîne 36 comporte un comparateur 37 pour comparer le signal de couple de commande d'entrée Cref avec le signal de sortie d'un modèle 38 de la machine électrique tournante 17. Ce modèle 38 est en relation avec des modules de puissance 39 d'un pont redresseur à transistors ayant également une fonction d'onduleur pour injecter des courants dans les enroulements de phase du stator 17.1 afin d'obtenir la consigne de couple de commande souhaitée Cref sur l'arbre 17.3 sur lequel est monté le rotor 17.2 de la machine 17. Le signal de sortie du comparateur 37 est avantageusement corrigé à l'aide d'un correcteur 42, par exemple de type PI (Proportionnel-Intégral).
On décrit ci-après, en référence avec les figures 3a et 3b, une deuxième mise en œuvre du système et du procédé de compensation des acyclismes du moteur thermique 12 selon l'invention.
Comme précédemment, un capteur 27 assure, dans une étape 200, une mesure Mes_pos d'une position angulaire de l'arbre 17.3 ou du rotor 17.2. Le capteur 27 est implanté entre l'amortisseur mécanique 20 et la boîte de vitesses 13 à l'endroit où est disposé le rotor 17.2 de la machine électrique. Dans une étape 201 , le bloc fonctionnel 28 détermine ensuite, à partir de la position angulaire mesurée Mes_pos de l'arbre 17.3 ou du rotor 17.2, la variation de couple liée à l'acyclisme du moteur thermique 12.
A cet effet, dans une étape 202, le système 45 assure une transformation de la position angulaire mesurée du rotor 17.2 ou de l'arbre 17.3 par un système de transformation fonctionnant à K fois la vitesse de rotation Θ du rotor 17.2 ou de l'arbre 17.3 pour obtenir deux signaux de sortie xD et xQ en quadrature dont on conserve uniquement la composante continue par filtrage. On précise que K est égal au nombre d'explosions dans les cylindres par tour de vilebrequin.
Autrement dit, K correspond à l'acyclisme présent sur le vilebrequin du moteur thermique 12. On utilisera K=2 pour un moteur thermique à 4 cylindres, K=1 .5 pour un moteur thermique à 3 cylindres, et K=3 pour un moteur thermique à 6 cylindres, etc. Avantageusement, le système de transformation 45 met en œuvre une transformation de repères temporels, par exemple une transformation de Park ou sin/cos.
Dans une étape 203, un module 46 assure le filtrage de chaque signal de sortie du système de transformation 45 pour isoler une composante continue. Dans une étape 204, le module 47 assure un asservissement de chaque composante continue à une valeur de référence R, par exemple égale à zéro.
Dans une étape 205, chaque signal filtré est corrigé, notamment au moyen d'un correcteur 48, par exemple de type Proportionnel ou Proportionnel- Intégral.
Dans une étape 206, le système 49 assure une transformation inverse de repères temporels pour chaque signal filtré.
Dans une étape 207, le module 50 effectue une somme ou addition des signaux de l'opération de transformée inverse pour obtenir un signal correspondant à la variation de couple. De façon optionnelle, dans une étape 208, le signal issu de la combinaison des signaux de l'opération de transformée inverse pourra être corrigé en phase et/ou en gain respectivement via les modules 35.1 et 35.2 (cf. figure 2a). Dans une étape 209, le signal correspondant à la variation de couple est soustrait ou ajouté, en fonction de son signe, à l'aide d'un module 34, à une consigne de couple de référence Cref de la machine électrique tournante 17, pour déterminer une consigne de couple de commande Cref qui intègre la variation de couple à appliquer pour compenser l'acyclisme du moteur thermique 12.
La machine électrique tournante 17 est ensuite pilotée, dans étape 210, pour obtenir la consigne de couple de commande Cref.
A cet effet, la consigne de couple de commande Cref est appliquée dans une chaîne 36 d'asservissement en couple classique de la machine électrique 17. Cette chaîne 36 comporte un comparateur 37 pour comparer le signal de couple de commande d'entrée Cref avec le signal de sortie d'un modèle 38 de la machine électrique tournante 17. Ce modèle 38 est en relation avec des modules de puissance 39 d'un pont redresseur à transistors ayant également une fonction d'onduleur pour injecter des courants dans les enroulements de phase du stator 17.1 afin d'obtenir la consigne de couple de commande souhaitée Cref sur l'arbre 17.3 sur lequel est monté le rotor 17.2 de la machine 17. Le signal de sortie de comparateur 37 est avantageusement corrigé à l'aide d'un correcteur 42, par exemple de type PI (Proportionnel-Intégral). Comme cela est illustré sur la figure 4a, les étapes du procédé, notamment les étapes de transformation, de filtrage, d'asservissement et de transformation inverses effectuées par les blocs fonctionnels 28, sont mises en œuvre en parallèle pour différentes harmoniques du couple lié à l'acyclisme. A cet effet, le système de transformation 45 correspondant fonctionne à 2.N.K fois la vitesse de rotation Θ du rotor 17.2 ou de l'arbre 17.3, N étant le rang de l'harmonique traitée.
Le module 50 assure ensuite une somme ou addition des signaux traités pour ces différentes harmoniques pour obtenir un signal résultant.
Le signal résultant est ajouté ou soustrait à la consigne de couple de référence, comme cela a été précédemment exposé.
Dans le cas où un dispositif pendulaire est utilisé pour filtrer les acyclismes du moteur thermique, il est possible de supprimer le bloc assurant le filtrage des harmoniques de rang 1 (déjà filtrées par le dispositif pendulaire), tel que cela est illustré par la figure 4b.
Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.
En outre, les différentes caractéristiques, variantes, et/ou formes de réalisation de la présente invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de compensation des acyclismes d'un moteur thermique (12) de véhicule automobile, le moteur thermique (12) appartenant à une chaîne de traction (10) comportant :
- un amortisseur mécanique (20),
- une machine électrique tournante (17) comportant un rotor (17.2) monté sur un arbre (17.3) et un stator (17.1 ),
- au moins un embrayage (KO, K1 ), et
- une boîte de vitesses (13),
caractérisé en ce que ledit procédé comporte:
- une étape de mesure (100, 200) d'une position angulaire de l'arbre (17.3) ou du rotor (17.2) au moyen d'un capteur (27) implanté entre l'amortisseur mécanique (20) et la boîte de vitesses (13) à l'endroit où est disposé le rotor (17.2) de la machine électrique tournante (17),
- une étape de détermination (101 , 201 ), à partir de la position angulaire mesurée (Mes_pos) de l'arbre (17.3) ou du rotor (17.2), d'une variation de couple liée à l'acyclisme du moteur thermique,
- une étape de soustraction ou d'addition (107, 209), en fonction du signe de cette variation de couple, de cette variation de couple à une consigne de couple de référence (Cref) de la machine électrique tournante (17), pour déterminer une consigne de couple de commande (Cref),
- une étape de pilotage (108, 210) de la machine électrique tournante (17) pour obtenir la consigne de couple de commande.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'étape de détermination (101 ) de la variation de couple comporte une étape (102) de sélection des variations de couple, puis une étape de démodulation synchrone d'une variation de vitesse liée à l'acyclisme pour obtenir une composante continue de l'acyclisme en filtrant une fréquence haute image.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape de détermination (101 ) de la variation de couple comporte en outre une étape
(103) d'asservissement de la composante continue à une valeur de référence, par exemple égale à zéro.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de correction (104) d'une composante obtenue après asservissement.
5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'étape de détermination (101 ) de la variation de couple comporte une étape de remodulation (105) de la composante continue, avant d'effectuer l'étape de soustraction ou d'addition du signal obtenu à la consigne de couple de référence.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape (106) optionnelle de correction en phase et/ou en gain du signal obtenu après re-modulation.
7. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'étape de détermination (201 ) de la variation de couple liée à l'acyclisme comporte une étape (202) de transformation de la position angulaire mesurée du rotor ou de l'arbre par un système (45) de transformation fonctionnant à K fois la vitesse de rotation du rotor (17.2) ou de l'arbre (17.3) pour obtenir deux signaux de sortie (xD, xQ) en quadrature dont on conserve uniquement la composante continue par filtrage, K étant égal au nombre d'explosions dans les cylindres par tour de vilebrequin.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la machine électrique tournante (17) est disposée entre l'embrayage (K1 ) et le moteur thermique.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la machine électrique tournante (17) est disposée entre deux embrayages (KO, K1 ) de sorte à permettre un mode de roulage électrique et un mode de roulage thermique du véhicule automobile.
10. Système de compensation des acyclismes d'un moteur thermique (12) de véhicule automobile, le moteur thermique (12) appartenant à une chaîne de traction (10) comportant :
- un amortisseur mécanique (20), - une machine électrique tournante (17) comportant un rotor (17.2) monté sur un arbre (17.3) et un stator (17.1 ),
- au moins un embrayage (KO, K1 ), et
- une boîte de vitesses (13),
caractérisé en ce que ledit procédé comporte:
- un capteur (27) de mesure (100, 200) d'une position angulaire de l'arbre (17.3) ou du rotor (17.2) implanté entre l'amortisseur mécanique (20) et la boîte de vitesses (13) à l'endroit où est disposé le rotor (17.2) de la machine électrique tournante (17),
- des moyens de détermination (29-33; 45-49), à partir de la position angulaire mesurée (Mes_pos) de l'arbre (17.3) ou du rotor (17.2), d'une variation de couple liée à l'acyclisme du moteur thermique,
- des moyens de soustraction ou d'addition (34), en fonction du signe de cette variation de couple, de cette variation de couple à une consigne de couple de référence (Cref) de la machine électrique tournante (17), pour déterminer une consigne de couple de commande (Cref),
- des moyens de pilotage (36, 37, 38, 39, 42) de la machine électrique tournante (17) pour obtenir la consigne de couple de commande (Cref).
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