WO2023148436A1 - Détermination du couple demandé à une machine motrice électrique d'un véhicule dans un mode de déplacement dégradé - Google Patents

Détermination du couple demandé à une machine motrice électrique d'un véhicule dans un mode de déplacement dégradé Download PDF

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WO2023148436A1
WO2023148436A1 PCT/FR2022/052369 FR2022052369W WO2023148436A1 WO 2023148436 A1 WO2023148436 A1 WO 2023148436A1 FR 2022052369 W FR2022052369 W FR 2022052369W WO 2023148436 A1 WO2023148436 A1 WO 2023148436A1
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WO
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torque
determined
value
speed
actual speed
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Application number
PCT/FR2022/052369
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Inventor
Olivier BALENGHIEN
Olivier Aubert
Stephane COIRET
Original Assignee
Psa Automobiles Sa
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train

Definitions

  • TITLE DETERMINATION OF THE TORQUE REQUIRED OF AN ELECTRIC DRIVE MACHINE OF A VEHICLE IN A DEGRADED TRAVEL MODE
  • the invention relates to land vehicles having a degraded travel mode (or emergency, or in English "limp home mode"), and more precisely the control of the torque required of the electric drive machine of the powertrain of such vehicles when degraded motion mode is used.
  • Certain land vehicles possibly of the automobile type, comprise a powertrain (or GMP) comprising at least one electric motor and have a degraded movement mode (or emergency or even limp home mode) which is established in the event of detection a problem within the GMP or the main (or traction) battery associated with this electric motor machine.
  • GMP powertrain
  • a degraded movement mode or emergency or even limp home mode
  • the degraded mode of movement consists in imposing movement of the land vehicle at a speed less than or equal to a target speed, generally relatively low (typically between 15 km/h and 40 km/h), in order to avoid immediate and a priori non-essential immobilization at the time in question and therefore allow the driver to park his land vehicle in a secure place or to reach an after-sales service for an inspection.
  • a target speed generally relatively low (typically between 15 km/h and 40 km/h)
  • a torque positive or negative
  • a computer of the vehicle can, for example, store a table (or cartography) establishing a correspondence between speeds and torques, and obtained during test or fine-tuning phases.
  • a main drawback of this type of table lies in the fact that each torque associated with a speed has been determined for a vehicle traveling on a flat traffic lane (or without a slope) and with an average weight. Consequently, in the degraded travel mode, the actual speed of the vehicle varies (and therefore is not constant) as a function at least of the slope of the traffic lane taken by the vehicle, which can hinder its driver, for example to park it.
  • This disadvantage is all the more accentuated as the difference between the aforementioned average weight and the actual (current) weight of the vehicle is great.
  • the aim of the invention is therefore in particular to improve the situation.
  • This control method is characterized in that it comprises a step in which, when the mode is established, the torque requested is controlled as a function of an actual speed of the land vehicle and of a first value representative of a deviation between the target speed and the actual speed.
  • the actual speed of the land vehicle is substantially constant regardless of the slope of the track. of traffic on which it travels and whatever its weight, which makes it possible to avoid disturbing the driver.
  • control method according to the invention may comprise other characteristics which may be taken separately or in combination, and in particular:
  • an absolute value of the difference (between the target speed and the actual speed) can be determined, then, when this determined absolute value is greater than a first chosen threshold, a second value representative of a percentage can be determined difference between the target speed and actual speed, then the first value can be determined as a function of this second determined value, then the torque required can be determined as a function of the actual speed and the first determined value;
  • the corrective coefficient can be chosen according to the actual speed and/or the percentage of difference
  • the required torque can be determined by multiplying a theoretical torque associated with the actual speed and the first value increased by a value equal to one;
  • the duration can be chosen according to the real speed and/or the percentage of deviation.
  • the invention also proposes a computer program product comprising a set of instructions which, when it is executed by processing means, is suitable for implementing the control method of the type of that presented above for controlling a torque requested from an electric motor machine of a powertrain of a land vehicle having a degraded mode of movement at at least one target speed.
  • the invention also proposes a control device intended to equip a land vehicle comprising a powertrain, comprising an electric drive machine suitable for supplying or recovering a requested torque, and a degraded mode of movement at at least one target speed.
  • This control device is characterized in that it comprises at least one processor and at least one memory arranged to perform the operations consisting, when the mode is set, in triggering a control of the torque requested as a function of an actual speed of the land vehicle and a first value representative of a difference between the target speed and the actual speed.
  • the invention also proposes a land vehicle, optionally of the automotive type, and comprising a powertrain, comprising an electric drive machine suitable for supplying or recovering a requested torque, a mode of degraded movement at at least one target speed, as well as a control device of the type presented above.
  • FIG. 1 schematically and functionally illustrates an embodiment of a land vehicle comprising an all-electric powertrain and a supervision computer comprising a control device according to the invention
  • FIG. 2 schematically and functionally illustrates an embodiment of a powertrain supervision computer comprising an embodiment of a control device according to the invention
  • FIG. 3 schematically illustrates an example of an algorithm implementing a control method according to the invention.
  • the object of the invention is in particular to propose a control method, and an associated DC control device, intended to allow the control of the torque demanded of an electric drive machine MME of a powertrain (or GMP) of a land vehicle V when the degraded travel mode is used (or established).
  • the land vehicle V is of the automobile type. This is for example a car, as shown in Figure 1. But the invention is not limited to this type of land vehicle. It concerns in fact any type of land vehicle comprising a powertrain (or GMP) comprising at least one electric driving machine and having a degraded mode of movement (or emergency or even limp home mode). Thus, it concerns, for example, utility vehicles, camper vans, minibuses, coaches, trucks, motorcycles, recreational vehicles (snowmobiles, go-karts), caterpillar(s), roads, construction machinery, and agricultural machinery, for example.
  • GMP powertrain
  • utility vehicles camper vans, minibuses, coaches, trucks, motorcycles, recreational vehicles (snowmobiles, go-karts), caterpillar(s), roads, construction machinery, and agricultural machinery, for example.
  • the land vehicle V comprises a powertrain (or GMP) of the all-electric type (and therefore whose traction is ensured exclusively by at least one driving machine electric MS).
  • GMP powertrain
  • the GMP could be hybrid when the degraded mode of movement of its vehicle is achieved exclusively using the torque supplied or recovered by its electric drive machine.
  • the degraded mode of movement consists in imposing a movement of the (land) vehicle V at a speed which is less than or equal to a target speed vc by controlling the torque cd requested from the electric drive machine MME. It will be noted that in the degraded movement mode, it is possible to provide first and second target speeds respectively for the movements in forward gear and reverse gear.
  • FIG. 1 a (land) vehicle V comprising an electric powertrain transmission chain and a DC control device according to the invention.
  • the transmission chain has a GMP which is, here, purely electrical and therefore which comprises, in particular, an electric driving machine MME, a motor shaft AM, a main (or traction) battery BP and a shaft of AT transmission.
  • an electric driving machine MME motor shaft AM
  • a main (or traction) battery BP main (or traction) battery BP
  • a shaft of AT transmission a shaft of AT transmission.
  • electric drive machine means an electric machine arranged so as to supply or recover torque to move the vehicle V.
  • the operation of the GMP is supervised by a supervision computer CS.
  • the electric driving machine MME (here an electric motor) is coupled to the main (or traction) battery BP, in order to be supplied with electrical energy during a rolling phase, and to supply this main battery BP with current (electric ) regenerative during a regenerative braking phase. It is coupled to the motor shaft AM, to provide it with torque by rotational drive.
  • This motor shaft AM is here coupled to a reducer RD which is also coupled to the transmission shaft AT, itself coupled to a first train T1 (here of wheels), preferably via a differential D1.
  • the operation of the electric drive machine MME is controlled by a machine computer CM, and supervised by the supervision computer CS.
  • This first train T1 is here located in the front part PW of the vehicle V. But in a variant this first train T 1 could be the one which is here referenced T2 and which is located in the rear part PRV of the vehicle V.
  • the main battery BP can, for example, comprise electrical energy storage cells, optionally of the electrochemical type (for example of the lithium-ion (or Li-ion) or Ni-Mh or Ni-Cd type). It should be noted that the cells (for storing electrical energy) can optionally be grouped together in modules that are identical or different from each other.
  • the main battery BP can be of the low voltage type (typically 450 V by way of illustration). But it could be medium voltage or high voltage.
  • the electric motor machine MME can also be coupled to an electric power generator which can, for example, be a converter and responsible for supplying electric power, coming from the main battery BP and converted, to a service battery very low voltage (in particular to recharge it) and an on-board network.
  • an electric power generator which can, for example, be a converter and responsible for supplying electric power, coming from the main battery BP and converted, to a service battery very low voltage (in particular to recharge it) and an on-board network.
  • the invention proposes in particular a method of control intended to allow control of the torque cd requested from the electric drive machine MME when the degraded mode of movement is used (or established).
  • This (control) method can be implemented at least partially by the control device DC (illustrated in FIGS. 1 and 2) which comprises for this purpose at least one processor PR1, for example of digital signal (or DSP (“ Digital Signal Processor”)) and at least one MD memory.
  • This DC control device can therefore be produced in the form of a combination of electrical or electronic circuits or components (or “hardware”) and software modules (or “software”). By way of example, it may be a microcontroller.
  • the memory MD is live in order to store instructions for the implementation by the processor PR1 of at least part of the control method.
  • the processor PR1 can comprise integrated (or printed) circuits, or else several integrated (or printed) circuits connected by wired or wireless connections.
  • integrated (or printed) circuit is meant any type of device capable of performing at least one electrical or electronic operation.
  • control device DC is part of the supervision computer CS of the GMP. But this is not mandatory. Indeed, the control device DC could include its own computer, or it could be part of the machine computer CM, for example.
  • the method (of control), according to the invention comprises at least one step 10-60 which is implemented each time the degraded movement mode is used (or established) in the vehicle v.
  • the real speed vr is known permanently and with precision in the vehicle V, in particular by the supervision computer CS (for example it may be supplied by a function of the ESP/ABS type (ESP: "Electronic Stability Program ”), ABS: “Anti-Blocking System”)).
  • This mode of control of the requested torque cd is particularly advantageous because it makes it possible to have in the degraded travel mode an actual speed vr of the vehicle V which is substantially constant whatever the slope (uphill or downhill or zero) of the road. traffic on which it travels and regardless of its weight. Thus, the driver is not disturbed during the degraded travel mode, and in particular when he parks his vehicle V.
  • the processor PR1 and memory MD of the control device DC which are arranged to perform the operations consisting, when the degraded displacement mode is used, in controlling the torque cd which is requested from the electric motor machine MME as a function of the real speed vr of the vehicle V and of the first value v1 (representative of the difference ev between the target speed vc and the real speed vr).
  • the control device DC can determine, in a sub-step 30 step 10-60, a second value v2 which is representative of a percentage difference pe between the target speed vc and the actual speed vr, then determining the first value v1 as a function of this second value v2.
  • step 10-60 can comprise a sub-step 40 in which one (the control device DC) can determine the requested torque cd according to the actual speed vr and the first determined value v1 (function of v2).
  • one when in the sub-step 20 the determined absolute value vae is less than or equal to the first threshold s1 chosen (i.e. vae ⁇ s1), one (the control device DC) can, for example, determine, in a sub step 50 of step 10-60, a theoretical torque ct(vr) associated with the actual speed vr and using this determined theoretical torque ct(vr) as requested torque cd.
  • the theoretical torque ct(vr) can be determined within a table (or cartography) establishing a correspondence between (actual) speeds and (requested) torques, and determined during test or commissioning phases. at the point of a vehicle similar to the one concerned (V) for an average on-board load.
  • a table or cartography
  • the (each) table (or cartography) can, for example, be stored in the control device DC.
  • at least one mathematical formula (or equation) giving the requested torque cd as a function of the real speed vr.
  • This corrective coefficient cc is intended to improve the precision of the determination of the requested torque cd.
  • the percentage difference pe can be negative or positive, so the first value v1 can also be negative or positive.
  • the corrective coefficient cc can be chosen according to the actual speed vr and/or the deviation percentage pe.
  • a law or map defining the evolution of the corrective coefficient cc according to the real speed vr and/or the percentage of deviation pe, and determined during test phases and development of a vehicle similar to that concerned (V).
  • the corrective coefficient cc can be fixed (or constant) whatever the real speed vr and/or whatever the percentage deviation pe.
  • the requested torque cd when the first value v1 is negative, the requested torque cd is lower than the theoretical torque ct(vr), which is suitable for the case where the vehicle V is traveling on a downhill slope, and when the first value v1 is positive, the requested torque cd is greater than the theoretical torque ct(vr), which is appropriate in the case where the vehicle V is traveling on an uphill slope.
  • the theoretical torque ct(vr) can be determined within the aforementioned table (or map), which establishes a correspondence between speeds (actual) and torques (requested). It should be noted that here we can also use a table (or cartography) for the forward gear and another table (or cartography) for the reverse gear. It should also be noted that instead of using a table (or cartography) it is also possible here to use at least one mathematical formula (or equation) giving the requested torque cd as a function of the real speed vr.
  • a return to a conventional mode of operation can be provided when the determined absolute value vae again becomes durably lower than the first threshold s1.
  • the control device DC can, for example, determine, in a sub- step 60 of step 10-60, a theoretical torque ct(vr) which is associated with the actual speed vr (and presented above), and using this determined theoretical torque ct(vr) as the requested torque cd when a chosen period of time has elapsed since this instant t. This amounts to performing sub-step 50 when the duration of has elapsed.
  • one can trigger a time delay having the first duration of chosen as soon as the determined absolute value vae becomes lower than the first threshold s1 at a time t, and when this time delay expires (and that we always have vae ⁇ s1 ), we (the DC control device) use the determined theoretical torque ct(vr) as the torque asked cd.
  • the duration of can be chosen according to the actual speed vr and/or the deviation percentage pe.
  • a law or cartography
  • revolution of the duration of as a function of the real speed vr and/or of the percentage of deviation pe, and determined during test phases and development of a vehicle similar to the one concerned (V).
  • the duration of can be fixed (or constant) whatever the real speed vr and/or whatever the percentage of difference pe.
  • the degraded travel mode (or Limp Home mode) is inhibited when the problem initially detected and which triggered its establishment is no longer present, for example after the driver has switched off the ignition of the vehicle V then switched on the ignition of the vehicle V .
  • the degraded travel mode is (at least) temporarily inhibited when the driver presses in a certain way on the brake pedal PF of the vehicle V.
  • a percentage interval of depression of the brake pedal PF which induces a dosage of the requested torque cd, and beyond this interval the degraded movement mode is temporarily inhibited.
  • this interval may comprise the first ten percent depression of the brake pedal PF, and its upper and lower limits are hereinafter called the second s2 and third s3 thresholds (with s3 different from 0%).
  • the control method described above is implemented.
  • the brake pedal PF is depressed by a percentage which is greater than the second threshold s2, the degraded movement mode is temporarily inhibited.
  • the supervision computer CS (or the computer of the control device DC) can also comprise a mass memory MM1, in particular for storing the tables (or maps), the speeds real and any percentages ppf of depression of the brake pedal PF, as well as any intermediate data involved in all its calculations and processing.
  • this supervision computer CS (or the computer of the control device DC) can also comprise an input interface IE for receiving at least the real speeds and any percentages ppf, to use them in calculations or processing, possibly after having formatted and/or demodulated and/or amplified them, in a manner known per se, by means of a digital signal processor PR2.
  • this supervision computer CS (or the computer of the control device DC) can also comprise an output interface IS, in particular to deliver each requested torque cd to control in real time the electric motor machine MME during the degraded travel mode , and a possible message (or order) for temporary inhibition of degraded movement mode.
  • the invention also proposes a computer program product (or computer program) comprising a set of instructions which, when it is executed by processing means of the electronic circuit (or hardware) type, such as for example the processor PR1 is able to implement the control method described above to control the torque cd requested from the electric drive machine MME of the GMP of the vehicle V during the degraded travel mode.

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Abstract

Un procédé est mis en œuvre dans un véhicule comprenant un groupe motopropulseur, comportant une machine motrice électrique fournissant ou récupérant un couple demandé, et un mode de déplacement dégradé à au moins une vitesse cible. Ce procédé comprend une étape (10-60) dans laquelle, lorsque le mode est instauré, on contrôle le couple demandé en fonction de la vitesse réelle du véhicule terrestre et d'une première valeur représentative d'un écart entre les vitesse cible et vitesse réelle.

Description

DESCRIPTION
TITRE : DÉTERMINATION DU COUPLE DEMANDÉ À UNE MACHINE MOTRICE ÉLECTRIQUE D’UN VÉHICULE DANS UN MODE DE DÉPLACEMENT DÉGRADÉ
La présente invention revendique la priorité de la demande française N°2201030 déposée le 07.02.2022 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne les véhicules terrestres disposant d’un mode de déplacement dégradé (ou de secours, ou en anglais « limp home mode »), et plus précisément le contrôle du couple demandé à la machine motrice électrique du groupe motopropulseur de tels véhicules lorsque le mode de déplacement dégradé est utilisé.
Etat de la technique
Certains véhicules terrestres, éventuellement de type automobile, comprennent un groupe motopropulseur (ou GMP) comportant au moins une machine motrice électrique et disposent d’un mode de déplacement dégradé (ou de secours ou encore limp home mode) qui est instauré en cas de détection d’un problème au sein du GMP ou de la batterie principale (ou de traction) associée à cette machine motrice électrique.
Il est rappelé que le mode de déplacement dégradé consiste à imposer un déplacement du véhicule terrestre à une vitesse inférieure ou égale à une vitesse cible, généralement relativement faible (typiquement comprise entre 15 km/h et 40 km/h), afin d’éviter une immobilisation immédiate et à priori non indispensable à l’instant considéré et donc permettre au conducteur de garer son véhicule terrestre dans un lieu sécurisé ou de rejoindre un service après- vente en vue d’une inspection.
Habituellement, pour que le véhicule (terrestre) puisse circuler à la vitesse cible dans le mode de déplacement dégradé on demande à la machine motrice i électrique un couple (positif ou négatif) qui est fonction de la seule vitesse réelle en cours du véhicule. A cet effet, un calculateur du véhicule peut, par exemple, stocker une table (ou cartographie) établissant une correspondance entre des vitesses et des couples, et obtenue lors de phases d’essais ou de mise au point.
Un inconvénient principal de ce type de table (ou cartographie) réside dans le fait que chaque couple associé à une vitesse a été déterminé pour un véhicule circulant sur une voie de circulation plate (ou sans pente) et avec un poids moyen. Par conséquent, dans le mode de déplacement dégradé la vitesse réelle du véhicule varie (et donc n’est pas constante) en fonction au moins de la pente de la voie de circulation empruntée par le véhicule, ce qui peut gêner son conducteur, par exemple pour le garer. Cela résulte du fait que lorsque le véhicule circule sur une voie de circulation montante il a besoin de plus de couple que ce qui est demandé à sa machine motrice électrique pour atteindre la vitesse cible, tandis que si le véhicule circule sur une voie de circulation descendante il a besoin de moins de couple que ce qui est demandé à sa machine motrice électrique pour atteindre la vitesse cible. Cet inconvénient est d’autant plus accentué que l’écart entre le poids moyen précité et le poids réel (en cours) du véhicule est grand.
L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.
Présentation de l’invention
Elle propose notamment à cet effet un procédé de contrôle destiné à contrôler le couple demandé à une machine motrice électrique d’un groupe motopropulseur d’un véhicule terrestre disposant d’un mode de déplacement dégradé à au moins une vitesse cible.
Ce procédé de contrôle se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle, lorsque le mode est instauré, on contrôle le couple demandé en fonction d’une vitesse réelle du véhicule terrestre et d’une première valeur représentative d’un écart entre la vitesse cible et la vitesse réelle.
Grâce à ce mode de contrôle du couple demandé à la machine motrice électrique, pendant le mode de déplacement dégradé, la vitesse réelle du véhicule terrestre est sensiblement constante quelle que soit la pente de la voie de circulation sur laquelle il circule et quel que soit son poids, ce qui permet d’éviter de perturber le conducteur.
Le procédé de contrôle selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
- dans son étape on peut déterminer une valeur absolue de l’écart (entre les vitesse cible et vitesse réelle), puis, lorsque cette valeur absolue déterminée est supérieure à un premier seuil choisi, on peut déterminer une seconde valeur représentative d’un pourcentage d’écart entre les vitesse cible et vitesse réelle, puis on peut déterminer la première valeur en fonction de cette seconde valeur déterminée, puis on peut déterminer le couple demandé en fonction de la vitesse réelle et de la première valeur déterminée ;
- en présence de la première option, dans son étape on peut déterminer une première valeur égale à un résultat d’un produit entre la seconde valeur et un coefficient correctif choisi ;
- en présence de la dernière sous-option, dans son étape le coefficient correctif peut être choisi en fonction de la vitesse réelle et/ou du pourcentage d’écart ;
- également en présence de la dernière sous-option, dans son étape on peut déterminer le couple demandé en multipliant un couple théorique associé à la vitesse réelle et la première valeur augmentée d’une valeur égale à un ;
- également en présence de la première sous-option, dans son étape, lorsque la valeur absolue déterminée devient inférieure au premier seuil à un instant, on peut déterminer un couple théorique associé à la vitesse réelle et on peut utiliser ce couple théorique déterminé en tant que couple demandé lorsqu’une durée choisie est écoulée depuis cet instant ;
- en présence de la dernière sous-option, dans son étape la durée peut être choisie en fonction de la vitesse réelle et/ou du pourcentage d’écart.
L’invention propose également un produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre le procédé de contrôle du type de celui présenté ci-avant pour contrôler un couple demandé à une machine motrice électrique d’un groupe motopropulseur d’un véhicule terrestre disposant d’un mode de déplacement dégradé à au moins une vitesse cible. L’invention propose également un dispositif de contrôle destiné à équiper un véhicule terrestre comprenant un groupe motopropulseur, comportant une machine motrice électrique propre à fournir ou récupérer un couple demandé, et un mode de déplacement dégradé à au moins une vitesse cible.
Ce dispositif de contrôle se caractérise par le fait qu’il comprend au moins un processeur et au moins une mémoire agencés pour effectuer les opérations consistant, lorsque le mode est instauré, à déclencher un contrôle du couple demandé en fonction d’une vitesse réelle du véhicule terrestre et d’une première valeur représentative d’un écart entre la vitesse cible et la vitesse réelle.
L’invention propose également un véhicule terrestre, éventuellement de type automobile, et comprenant un groupe motopropulseur, comportant une machine motrice électrique propre à fournir ou récupérer un couple demandé, un mode de déplacement dégradé à au moins une vitesse cible, ainsi qu’un dispositif de contrôle du type de celui présenté ci-avant.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : [Fig. 1] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un véhicule terrestre comprenant un GMP tout électrique et un calculateur de supervision comportant un dispositif de contrôle selon l’invention,
[Fig. 2] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un calculateur de supervision du GMP comprenant un exemple de réalisation d’un dispositif de contrôle selon l’invention, et
[Fig. 3] illustre schématiquement un exemple d’algorithme mettant en œuvre un procédé de contrôle selon l’invention.
Description détaillée de l’invention
L’invention a notamment pour but de proposer un procédé de contrôle, et un dispositif de contrôle DC associé, destinés à permettre le contrôle du couple demandé à une machine motrice électrique MME d’un groupe motopropulseur (ou GMP) d’un véhicule terrestre V lorsque le mode de déplacement dégradé est utilisé (ou instauré).
Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule terrestre V est de type automobile. Il s’agit par exemple d’une voiture, comme illustré sur la figure 1. Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de véhicule terrestre. Elle concerne en effet tout type de véhicule terrestre comprenant un groupe motopropulseur (ou GMP) comportant au moins une machine motrice électrique et disposant d’un mode de déplacement dégradé (ou de secours ou encore limp home mode). Ainsi, elle concerne, par exemple, les véhicules utilitaires, les camping-cars, les minibus, les cars, les camions, les motocyclettes, les engins de loisir (motoneiges, karts), les engins à chenille(s), les engins de voirie, les engins de chantier, et les engins agricoles, par exemple.
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule terrestre V comprend un groupe motopropulseur (ou GMP) de type tout électrique (et donc dont la motricité est assurée exclusivement par au moins une machine motrice électrique MME). Mais le GMP pourrait être hybride dès lors que le mode de déplacement dégradé de son véhicule est réalisé exclusivement à l’aide du couple fourni ou récupéré par sa machine motrice électrique.
Il est de nouveau rappelé que le mode de déplacement dégradé consiste à imposer un déplacement du véhicule (terrestre) V à une vitesse qui est inférieure ou égale à une vitesse cible vc par un contrôle du couple cd demandé à la machine motrice électrique MME. On notera que dans le mode de déplacement dégradé on peut éventuellement prévoir des première et seconde vitesses cibles respectivement pour les déplacements en marche avant et marche arrière.
On a schématiquement représenté sur la figure 1 un véhicule (terrestre) V comprenant une chaîne de transmission à GMP électrique et un dispositif de contrôle DC selon l’invention.
La chaîne de transmission a un GMP qui est, ici, purement électrique et donc qui comprend, notamment, une machine motrice électrique MME, un arbre moteur AM, une batterie principale (ou de traction) BP et un arbre de transmission AT. On entend ici par « machine motrice électrique » une machine électrique agencée de manière à fournir ou récupérer du couple pour déplacer le véhicule V.
Le fonctionnement du GMP est supervisé par un calculateur de supervision CS.
La machine motrice électrique MME (ici un moteur électrique) est couplée à la batterie principale (ou de traction) BP, afin d’être alimentée en énergie électrique pendant une phase de roulage, et d’alimenter cette batterie principale BP en courant (électrique) récupératif pendant une phase de freinage récupératif. Elle est couplée à l’arbre moteur AM, pour lui fournir du couple par entraînement en rotation. Cet arbre moteur AM est ici couplé à un réducteur RD qui est aussi couplé à l’arbre de transmission AT, lui-même couplé à un premier train T1 (ici de roues), de préférence via un différentiel D1 . Le fonctionnement de la machine motrice électrique MME est contrôlé par un calculateur de machine CM, et supervisé par le calculateur de supervision CS.
Ce premier train T1 est ici situé dans la partie avant PW du véhicule V. Mais dans une variante ce premier train T 1 pourrait être celui qui est ici référencé T2 et qui est situé dans la partie arrière PRV du véhicule V.
La batterie principale BP peut, par exemple, comprendre des cellules de stockage d’énergie électrique, éventuellement de type électrochimique (par exemple de type lithium-ion (ou Li-ion) ou Ni-Mh ou Ni-Cd). On notera que les cellules (de stockage d’énergie électrique) peuvent éventuellement être regroupées dans des modules identiques ou différents les uns des autres.
Par exemple, la batterie principale BP peut être de type basse tension (typiquement 450 V à titre illustratif). Mais elle pourrait être de type moyenne tension ou haute tension.
On notera que la machine motrice électrique MME peut être aussi couplée à un générateur d’énergie électrique pouvant, par exemple, être un convertisseur et chargé d’alimenter en énergie électrique, issue de la batterie principale BP et convertie, une batterie de servitude très basse tension (notamment pour la recharger) et un réseau de bord.
Comme évoqué plus haut, l’invention propose notamment un procédé de contrôle destiné à permettre le contrôle du couple cd demandé à la machine motrice électrique MME lorsque le mode de déplacement dégradé est utilisé (ou instauré).
Ce procédé (de contrôle) peut être mis en œuvre au moins partiellement par le dispositif de contrôle DC (illustré sur les figures 1 et 2) qui comprend à cet effet au moins un processeur PR1 , par exemple de signal numérique (ou DSP (« Digital Signal Processor »)) et au moins une mémoire MD. Ce dispositif de contrôle DC peut donc être réalisé sous la forme d’une combinaison de circuits ou composants électriques ou électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels (ou « software »). A titre d’exemple, il peut s’agir d’un microcontrôleur.
La mémoire MD est vive afin de stocker des instructions pour la mise en œuvre par le processeur PR1 d’une partie au moins du procédé de contrôle. Le processeur PR1 peut comprendre des circuits intégrés (ou imprimés), ou bien plusieurs circuits intégrés (ou imprimés) reliés par des connections filaires ou non filaires. On entend par circuit intégré (ou imprimé) tout type de dispositif apte à effectuer au moins une opération électrique ou électronique.
Dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le dispositif de contrôle DC fait partie du calculateur de supervision CS du GMP. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le dispositif de contrôle DC pourrait comprendre son propre calculateur, ou bien il pourrait faire partie du calculateur de machine CM, par exemple.
Comme illustré non limitativement sur la figure 3, le procédé (de contrôle), selon l’invention, comprend au moins une étape 10-60 qui est mise en œuvre chaque fois que le mode de déplacement dégradé est utilisé (ou instauré) dans le véhicule V.
Dans cette étape 10-60 on (le dispositif de contrôle DC) contrôle le couple cd qui est demandé à la machine motrice électrique MME en fonction de la vitesse réelle (en cours) vr du véhicule V et d’une première valeur v1 qui est représentative de l’écart ev entre la (une) vitesse cible (du mode de déplacement dégradé) vc et cette vitesse réelle vr (soit ev = vc - vr). La vitesse réelle vr est connue en permanence et avec précision dans le véhicule V, notamment par le calculateur de supervision CS (par exemple elle est peut être fournie par une fonction de type ESP/ABS (ESP : « Electronic Stability Program »), ABS : « Anti-Blocking System »)).
Ce mode de contrôle du couple demandé cd est particulièrement avantageux car il permet d’avoir dans le mode de déplacement dégradé une vitesse réelle vr du véhicule V qui est sensiblement constante quelle que soit la pente (montante ou descendante ou nulle) de la voie de circulation sur laquelle il circule et quel que soit son poids. Ainsi, le conducteur n’est pas perturbé pendant le mode de déplacement dégradé, et notamment lorsqu’il gare son véhicule V.
On comprendra que ce sont au moins les processeur PR1 et mémoire MD du dispositif de contrôle DC qui sont agencés pour effectuer les opérations consistant, lorsque le mode de déplacement dégradé est utilisé, à contrôler le couple cd qui est demandé à la machine motrice électrique MME en fonction de la vitesse réelle vr du véhicule V et de la première valeur v1 (représentative de l’écart ev entre la vitesse cible vc et la vitesse réelle vr).
On notera que l’étape 10-60 peut comprendre une sous-étape 10 dans laquelle on (le dispositif de contrôle DC) peut commencer par déterminer une valeur absolue vae de l’écart ev (soit vae = |ev| = |vc - vr|), et une sous-étape 20 dans laquelle on (le dispositif de contrôle DC) peut comparer cette valeur absolue déterminée vae à un premier seuil s1 choisi.
Puis, lorsque cette valeur absolue déterminée vae est supérieure au premier seuil s1 choisi (soit vae > s1 ), on (le dispositif de contrôle DC) peut déterminer, dans une sous-étape 30 l’étape 10-60, une seconde valeur v2 qui est représentative d’un pourcentage d’écart pe entre la vitesse cible vc et la vitesse réelle vr, puis déterminer la première valeur v1 en fonction de cette seconde valeur v2.
Par exemple, le pourcentage d’écart pe peut être égal au rapport entre l’écart ev et la vitesse cible vc (soit pe = ev/vc = (vc-vr)/vc (en %)). On peut donc avoir un pourcentage d’écart pe négatif ou positif selon que vc est inférieure ou supérieure à vr.
Egalement par exemple, la seconde valeur v2 peut être égale au pourcentage d’écart pe (soit v2 = pe). Mais cela n’est pas obligatoire.
Ensuite, l’étape 10-60 peut comprendre une sous-étape 40 dans laquelle on (le dispositif de contrôle DC) peut déterminer le couple demandé cd en fonction de la vitesse réelle vr et de la première valeur déterminée v1 (fonction de v2).
On notera que, lorsque dans la sous-étape 20 la valeur absolue déterminée vae est inférieure ou égale au premier seuil s1 choisi (soit vae < s1 ), on (le dispositif de contrôle DC) peut, par exemple, déterminer, dans une sous-étape 50 de l’étape 10-60, un couple théorique ct(vr) associé à la vitesse réelle vr et utiliser ce couple théorique déterminé ct(vr) en tant que couple demandé cd.
Par exemple, le couple théorique ct(vr) peut être déterminé au sein d’une table (ou cartographie) établissant une correspondance entre des vitesses (réelles) et des couples (demandés), et déterminée lors de phases d’essais ou de mise au point d’un véhicule similaire à celui concerné (V) pour une charge embarquée moyenne. On notera que l’on peut utiliser une table (ou cartographie) pour la marche avant et une autre table (ou cartographie) pour la marche arrière. On notera également que la (chaque) table (ou cartographie) peut, par exemple, être stockée dans le dispositif de contrôle DC. On notera également qu’au lieu d’utiliser une table (ou cartographie) on peut utiliser au moins une formule (ou équation) mathématique donnant le couple demandé cd en fonction de la vitesse réelle vr.
On notera également que dans la sous-étape 30 on le dispositif de contrôle DC) peut, par exemple, déterminer une première valeur v1 qui est égale au résultat du produit entre la seconde valeur v2 (ici égale au pourcentage d’écart pe) et un coefficient correctif cc choisi (soit v1 = v2*cc (avec ici v2 = pe)). Ce coefficient correctif cc est destiné à améliorer la précision de la détermination du couple demandé cd. On notera que le pourcentage d’écart pe pouvant être négatif ou positif, la première valeur v1 peut donc aussi être négative ou positive.
Par exemple, dans la sous-étape 30 de l’étape 10-60 le coefficient correctif cc peut être choisi en fonction de la vitesse réelle vr et/ou du pourcentage d’écart pe. Dans ce cas, on peut, par exemple, utiliser une loi (ou cartographie) définissant l’évolution du coefficient correctif cc en fonction de la vitesse réelle vr et/ou du pourcentage d’écart pe, et déterminée lors de phases d’essais et de mise au point d’un véhicule similaire à celui concerné (V).
Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le coefficient correctif cc peut être fixe (ou constant) quelle que soit la vitesse réelle vr et/ou quel que soit le pourcentage d’écart pe.
Egalement par exemple, dans la sous-étape 40 de l’étape 10-60, on (le dispositif de contrôle DC) peut, par exemple, déterminer le couple demandé cd en multipliant un couple théorique ct(vr) qui est associé à la vitesse réelle vr et la première valeur v1 augmentée d’une valeur égale à un (soit cd = ct(vr)*(1 + v1 )). Ainsi, lorsque la première valeur v1 est négative le couple demandé cd est inférieur au couple théorique ct(vr), ce qui est adapté au cas où le véhicule V circule sur une pente descendante, et lorsque la première valeur v1 est positive le couple demandé cd est supérieur au couple théorique ct(vr), ce qui est adapté au cas où le véhicule V circule sur une pente montante.
Comme indiqué plus haut, le couple théorique ct(vr) peut être déterminé au sein de la table (ou cartographie) précitée, laquelle établit une correspondance entre des vitesses (réelles) et des couples (demandés). On notera que l’on peut ici aussi utiliser une table (ou cartographie) pour la marche avant et une autre table (ou cartographie) pour la marche arrière. On notera également qu’au lieu d’utiliser une table (ou cartographie) on peut ici aussi utiliser au moins une formule (ou équation) mathématique donnant le couple demandé cd en fonction de la vitesse réelle vr.
On notera également que l’on peut prévoir un retour à un mode de fonctionnement classique lorsque la valeur absolue déterminée vae redevient durablement inférieure au premier seuil s1. A cet effet, lorsque la valeur absolue déterminée vae devient inférieure au premier seuil s1 à un instant t (soit vae < s1 à partir de t), on (le dispositif de contrôle DC) peut, par exemple, déterminer, dans une sous-étape 60 de l’étape 10-60, un couple théorique ct(vr) qui est associé à la vitesse réelle vr (et présenté plus haut), et utiliser ce couple théorique déterminé ct(vr) en tant que couple demandé cd lorsqu’une durée de choisie est écoulée depuis cet instant t. Cela revient à effectuer la sous-étape 50 lorsque la durée de est écoulée. Afin de mettre en œuvre cette option on (le dispositif de contrôle DC) peut déclencher une temporisation ayant la première durée de choisie dès que la valeur absolue déterminée vae devient inférieure au premier seuil s1 à un instant t, et lorsque cette temporisation expire (et que l’on a toujours vae < s1 ), on (le dispositif de contrôle DC) utilise le couple théorique déterminé ct(vr) en tant que couple demandé cd.
Par exemple, dans la sous-étape 60 de l’étape 10-60 la durée de peut être choisie en fonction de la vitesse réelle vr et/ou du pourcentage d’écart pe. Dans ce cas, on peut, par exemple, utiliser une loi (ou cartographie) définissant révolution de la durée de en fonction de la vitesse réelle vr et/ou du pourcentage d’écart pe, et déterminée lors de phases d’essais et de mise au point d’un véhicule similaire à celui concerné (V).
Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, la durée de peut être fixe (ou constante) quelle que soit la vitesse réelle vr et/ou quel que soit le pourcentage d’écart pe.
Le mode de déplacement dégradé (ou Limp Home mode) est inhibé quand le problème initialement détecté et qui a déclenché son instauration n’est plus présent, par exemple après que le conducteur ait coupé le contact du véhicule V puis remis le contact du véhicule V.
Mais, on peut aussi prévoir une option de fonctionnement dans laquelle on inhibe (au moins) temporairement le mode de déplacement dégradé lorsque le conducteur appui d’une certaine façon sur la pédale de frein PF du véhicule V. Par exemple, on peut prévoir un intervalle de pourcentage d’enfoncement de la pédale de frein PF qui induit un dosage du couple demandé cd, et au-delà de cet intervalle le mode de déplacement dégradé est temporairement inhibé. A titre d’exemple, cet intervalle peut comprendre les dix premiers pourcents d’enfoncement de la pédale de frein PF, et ses bornes supérieure et inférieure sont ci-après appelées deuxième s2 et troisième s3 seuils (avec s3 différent de 0%).
Dans ce cas, on peut, par exemple, avoir le fonctionnement décrit ci-après.
Lorsque la pédale de frein PF est totalement relâchée (0%), on met en œuvre le procédé de contrôle décrit ci-avant. Lorsque la pédale de frein PF est enfoncée d’un pourcentage qui est supérieur au deuxième seuil s2, le mode de déplacement dégradé est temporairement inhibé. Lorsque la pédale de frein PF est enfoncée d’un pourcentage ppf qui est compris entre les deuxième s2 et troisième s3 seuils (soit s2 < ppf < s3), on (le dispositif de contrôle DC) peut, par exemple, déterminer le couple demandé cd au moyen de la formule : cd = ct(vr)*(1 +v1 )*cc’. cc’ est un autre coefficient correctif qui peut, par exemple, être déterminé par le dispositif de contrôle DC au moyen de la formule : cc’ = (s2 - ppf)/s2.
On notera également, comme illustré non limitativement sur la figure 2, que le calculateur de supervision CS (ou le calculateur du dispositif de contrôle DC) peut aussi comprendre une mémoire de masse MM1 , notamment pour stocker les tables (ou cartographies), les vitesses réelles et les éventuels pourcentages ppf d’enfoncement de la pédale de frein PF, ainsi que d’éventuelles données intermédiaires intervenant dans tous ses calculs et traitements. Par ailleurs, ce calculateur de supervision CS (ou le calculateur du dispositif de contrôle DC) peut aussi comprendre une interface d’entrée IE pour la réception d’au moins les vitesses réelles et les éventuels pourcentages ppf, pour les utiliser dans des calculs ou traitements, éventuellement après les avoir mis en forme et/ou démodulés et/ou amplifiés, de façon connue en soi, au moyen d’un processeur de signal numérique PR2. De plus, ce calculateur de supervision CS (ou le calculateur du dispositif de contrôle DC) peut aussi comprendre une interface de sortie IS, notamment pour délivrer chaque couple demandé cd devant contrôler en temps réel la machine motrice électrique MME pendant le mode de déplacement dégradé, et un éventuel message (ou ordre) d’inhibition temporaire du mode de déplacement dégradé.
On notera également que l’invention propose aussi un produit programme d’ordinateur (ou programme informatique) comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement de type circuits électroniques (ou hardware), comme par exemple le processeur PR1 , est propre à mettre en œuvre le procédé de contrôle décrit ci-avant pour contrôler le couple cd demandé à la machine motrice électrique MME du GMP du véhicule V pendant le mode de déplacement dégradé.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de contrôle du couple demandé à une machine motrice électrique (MME) d’un groupe motopropulseur d’un véhicule terrestre (V) disposant d’un mode de déplacement dégradé à au moins une vitesse cible, caractérisé en ce qu’il comprend une étape (10-60) dans laquelle, lorsque ledit mode est instauré, on contrôle ledit couple demandé en fonction d’une vitesse réelle dudit véhicule terrestre (V) et d’une première valeur représentative d’un écart entre lesdites vitesse cible et vitesse réelle.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) on détermine une valeur absolue dudit écart, puis, lorsque ladite valeur absolue déterminée est supérieure à un premier seuil choisi, on détermine une seconde valeur représentative d’un pourcentage d’écart entre lesdites vitesse réelle et vitesse cible, puis, puis on détermine la première valeur en fonction de ladite seconde valeur déterminée, puis on détermine ledit couple demandé en fonction de ladite vitesse réelle et de ladite première valeur déterminée.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) on détermine une première valeur égale à un résultat d’un produit entre ladite seconde valeur et un coefficient correctif choisi.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) ledit coefficient correctif est choisi en fonction de ladite vitesse réelle et/ou dudit pourcentage d’écart.
5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) on détermine ledit couple demandé en multipliant un couple théorique associé à ladite vitesse réelle et ladite première valeur augmentée d’une valeur égale à un.
6. Procédé selon l’une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60), lorsque ladite valeur absolue déterminée devient inférieure audit premier seuil à un instant, on détermine un couple théorique associé à ladite vitesse réelle et on utilise ce couple théorique déterminé en tant que couple demandé lorsqu’une durée choisie est écoulée depuis ledit instant.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-60) ladite durée est choisie en fonction de ladite vitesse réelle et/ou dudit pourcentage d’écart.
8. Produit programme d’ordinateur comprenant un jeu d’instructions qui, lorsqu’il est exécuté par des moyens de traitement, est propre à mettre en œuvre le procédé de contrôle selon l’une des revendications 1 à 7 pour contrôler un couple demandé à une machine motrice électrique (MME) d’un groupe motopropulseur d’un véhicule terrestre (V) disposant d’un mode de déplacement dégradé à au moins une vitesse cible.
9. Dispositif de contrôle (DC) pour un véhicule terrestre (V) comprenant un groupe motopropulseur, comportant une machine motrice électrique (MME) propre à fournir ou récupérer un couple demandé, et un mode de déplacement dégradé à au moins une vitesse cible, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un processeur (PR1 ) et au moins une mémoire (MD) agencés pour effectuer les opérations consistant, lorsque ledit mode est instauré, à déclencher un contrôle dudit couple demandé en fonction d’une vitesse réelle dudit véhicule terrestre (V) et d’une première valeur représentative d’un écart entre lesdites vitesse cible et vitesse réelle.
10. Véhicule terrestre (V) comprenant un groupe motopropulseur, comportant une machine motrice électrique (MME) propre à fournir ou récupérer un couple demandé, et un mode de déplacement dégradé à au moins une vitesse cible, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de contrôle (DC) selon la revendication 9.
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