WO2024165805A1 - Contrôle de couplage lors de phases de recharge d'une batterie d'un véhicule à gmp hybride - Google Patents

Contrôle de couplage lors de phases de recharge d'une batterie d'un véhicule à gmp hybride Download PDF

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WO2024165805A1
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torque
gearbox
coupling
recharging
coupling device
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Yohan MILHAU
Gaetan Rocq
Ridouane Habbani
Cedric Launay
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Stellantis Auto Sas
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Definitions

  • TITLE COUPLING CONTROL DURING RECHARGING PHASES OF A BATTERY OF A HYBRID GMP VEHICLE
  • the invention relates to vehicles comprising a hybrid powertrain (or GMP) and allowing the recharging of a battery, and more precisely the control of the recharging of such a battery.
  • GMP hybrid powertrain
  • Certain vehicles possibly of the automobile type, comprise a hybrid powertrain (or GMP), that is to say comprising at least one thermal motor and at least one electric motor, and a battery which can be recharged at least by the latter when it receives torque produced by the thermal motor.
  • GMP hybrid powertrain
  • the thermal motor is suitable for being coupled to a gearbox via a hydraulic circuit coupling device (such as a clutch), and the electric motor is installed between this coupling device and this gearbox and associated with the rechargeable battery.
  • a hydraulic circuit coupling device such as a clutch
  • the coupling device When the coupling device is in its coupling position and the thermal motor machine supplies it with a first torque, it delivers a second torque from this first torque.
  • the electric motor When the vehicle is in a recharging phase, the electric motor is capable of recharging the associated battery in presence of the second torque. More precisely, the electric motor produces from the second torque a third torque which has a negative value opposite to that of the first torque, to recharge the associated battery.
  • the invention therefore aims in particular to improve the situation.
  • a control method intended to be implemented in a vehicle comprising a powertrain comprising, on the one hand, a thermal motor machine capable of providing a first torque and of being coupled to a gearbox, offering a parking position and at least one operating position, by a coupling device comprising a hydraulic circuit and capable, in a coupling position, of delivering a second torque from the first torque, and, on the other hand, an electric motor installed between the coupling device and the gearbox and capable in a recharging phase of recharging an associated battery in the presence of the second torque.
  • This control method is characterized by the fact that it comprises a step in which, in the event of a transition between the parking and activity positions during a recharging phase, the coupling position is prohibited for a chosen duration, then at the end of the latter a new placement in the coupling position is re-authorized.
  • the sudden drop in pressure in the hydraulic circuit no longer has any consequences, which makes it possible to improve driving pleasure and to prevent a constraint imposed by the hydraulic architecture of the GMP from degrading the quality image of the vehicle.
  • control method according to the invention may include other characteristics which may be taken separately or in combination, and in particular:
  • the chosen duration can be determined as a function of an estimate of a current temperature of an oil circulating in the hydraulic circuit
  • the invention also provides a computer program product comprising a set of instructions which, when executed by processing means, is capable of implementing a control method of the type presented above, in a vehicle comprising a powertrain comprising, on the one hand, a thermal motor capable of providing a first torque and of being coupled to a gearbox, offering a parking position and at least one active position, by a coupling device comprising a hydraulic circuit and capable, in a coupling position, of delivering a second torque from the first torque, and, on the other hand, an electric motor installed between the coupling device and gearbox and capable in a recharging phase of recharging an associated battery in the presence of the second torque, to control battery recharging phases in the event of a transition between the parking and active positions.
  • a powertrain comprising, on the one hand, a thermal motor capable of providing a first torque and of being coupled to a gearbox, offering a parking position and at least one active position, by a coupling device comprising a hydraulic circuit and capable, in
  • the invention also proposes a control device intended to equip a vehicle comprising a powertrain comprising, on the one hand, a thermal motor machine capable of providing a first torque and of being coupled to a gearbox, offering a parking position and at least one operating position, by a coupling device comprising a hydraulic circuit and capable, in a coupling position, of delivering a second torque from the first torque, and, on the other hand, an electric motor machine installed between the coupling device and gearbox and capable in a recharging phase of recharging an associated battery in the presence of the second torque.
  • a control device intended to equip a vehicle comprising a powertrain comprising, on the one hand, a thermal motor machine capable of providing a first torque and of being coupled to a gearbox, offering a parking position and at least one operating position, by a coupling device comprising a hydraulic circuit and capable, in a coupling position, of delivering a second torque from the first torque, and, on the other hand, an electric motor machine installed between the coupling device
  • This control device is characterized by the fact that it comprises at least one processor and at least one memory arranged to carry out the operations consisting, in the event of a transition between the parking and activity positions during a recharging phase, in prohibiting the coupling position for a chosen duration, then in the expiration of the latter to re-authorize a new placement in the coupling position.
  • the invention also proposes a vehicle, possibly of the automobile type, and comprising, on the one hand, a powertrain comprising a thermal motor machine capable of providing a first torque and of being coupled to a gearbox, offering a parking position and at least one operating position, by a coupling device comprising a hydraulic circuit and capable, in a coupling position, of delivering a second torque from the first torque, and an electric motor machine installed between the coupling device and gearbox and capable in a recharging phase of recharging an associated battery in the presence of the second torque, and, on the other hand, a control device of the type presented above.
  • a powertrain comprising a thermal motor machine capable of providing a first torque and of being coupled to a gearbox, offering a parking position and at least one operating position
  • a coupling device comprising a hydraulic circuit and capable, in a coupling position, of delivering a second torque from the first torque
  • an electric motor machine installed between the coupling device and gearbox and capable in a recharging
  • FIG. 1 schematically and functionally illustrates an exemplary embodiment of a vehicle comprising a control device according to the invention and a hybrid GMP transmission chain and associated with a supervision computer,
  • FIG. 2 schematically and functionally illustrates an exemplary embodiment of a supervision calculator comprising an exemplary 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 invention aims in particular to propose a control method, and an associated DC3 control device, intended to allow control of the recharging phases of a BA battery, of a vehicle V including a hybrid powertrain (or GMP), in the event of a transition of the BV gearbox between its parking position and an active position.
  • a hybrid powertrain or GMP
  • the vehicle V is of the automobile type.
  • it is a car, as illustrated in FIG. 1.
  • the invention is not limited to this type of vehicle. It concerns any type of vehicle comprising a hybrid GMP transmission chain (thermal and electric).
  • land vehicles utility vehicles, campers, minibuses, coaches, trucks, motorcycles, road machinery, construction machinery, agricultural machinery, leisure machinery (snowmobile, kart), tracked machinery, trains and trams, for example
  • aircraft and boats for example, aircraft and boats.
  • the transmission chain also comprises, here, a drive shaft AM, a first coupling device DC1, a second coupling device DC2, a gearbox BV, and a transmission shaft AT.
  • the thermal motor MMT comprises a crankshaft (not shown) which is fixedly secured to the motor shaft AM in order to drive the latter (AM) in rotation.
  • This thermal motor MMT is capable of operating according to a first speed to provide a first torque c1 , on command from the supervision computer CS.
  • it (MMT) is capable of being coupled to a gearbox BV, having a second speed as input, via at least the first coupling device DC1.
  • the latter (DC1 ) is capable of delivering a second torque c2 from the first torque c1, in particular for at least one train T1 of driving wheels, when it is in its coupled position and therefore when it couples the thermal driving machine MMT to the gearbox BV.
  • the operation of the thermal motor MMT is controlled either by a speed setpoint when the first coupling device DC1 is sliding, or by a torque setpoint when the first coupling device DC1 is in its coupling position (or closed), the speed or torque setpoint being determined by the supervision computer CS.
  • the second torque c2 is defined by a clutch torque setpoint cce which is determined by the supervision computer CS. It will be noted that this clutch torque setpoint cce is transmitted by the supervision computer CS to a computer CE associated with the first coupling device DC1, controlling the operation of the latter (DC1) and responsible for converting this clutch torque setpoint cce into a hydraulic pressure setpoint cph for the hydraulic circuit of the first coupling device DC1.
  • the first coupling device DC1 may be a hydraulic circuit clutch. But it could be of another type as long as it includes a hydraulic circuit to move it from its decoupling position to its coupling position (and vice versa).
  • the train T1 can be located in the front part PW of the vehicle V. It is preferably, and as illustrated, coupled to the transmission shaft AT via a differential (here front) DV. But in a variant this train T1 could be the one referenced T2 which is located in the rear part PRV of the vehicle V.
  • the electric motor MME is installed between the first coupling device DC1 and the gearbox BV, and is capable of providing a third torque c3, on the order of the supervision computer CS. Its operation is controlled by a machine computer CM.
  • the first coupling device DC1 When the first coupling device DC1 has been placed in its coupled state (or completely closed) and the thermal motor MMT is operating (and therefore at a first non-zero speed to provide the first torque c1), the first coupling device DC1 delivers a second torque c2 which is added to a possible third torque c3 provided, upstream of the gearbox BV, by the electric motor MME when it is supplied with electrical energy by a rechargeable battery BA.
  • the first coupling device DC1 When the first coupling device DC1 has been placed in its uncoupled state (or completely open), only the electric motor MME can provide a third torque c3 upstream of the gearbox BV.
  • the electric motor MME is also arranged, in a recharging phase, so as to recharge the associated battery BA in the presence of the second torque c2. More precisely, it (MME) is capable in a recharging phase of producing from the second torque c2 (from the first coupling device DC1) a third torque c3 which has a negative value opposite to that of the first torque c1 (provided by the thermal motor MMT) to recharge the associated battery BA.
  • the BA battery may be of the cellular type.
  • it comprises electrical energy storage cells, possibly electrochemical (such as, for example, lithium-ion (or Li-ion) or Ni-Mh or Ni-Cd type cells).
  • this BA battery may be of the 450 V type. But this is not an obligation. Indeed, it could alternatively be of the 48 V or 600 V type, for example.
  • the BV gearbox is automated, and includes in particular (and conventionally) a parking position and at least one so-called “activity” position (neutral or forward or reverse position).
  • the BV gearbox may be of the so-called “dual clutch (or DCT)" type.
  • the invention is not limited to this type of gearbox (the important thing being that it includes in particular a parking position and at least one activity position).
  • the transmission chain also comprises a second coupling device DC2 installed downstream of the first coupling device DC1 and electric motor MME and upstream of the gearbox BV.
  • the second coupling device DC2 is here part of the gearbox assembly EBV. However, this is not an obligation.
  • the invention proposes in particular a control method intended to allow the control of the recharging phases of the BA battery in the event of a transition of the BV gearbox between its parking position and one of its active positions (in either direction), for example due to the driver's action on the gear lever.
  • This (control) method can be implemented at least partially by the control device DC3 (illustrated at least partially in FIGS. 1 and 2) which comprises for this purpose at least one processor PR1, for example a digital signal processor (or DSP), and at least one memory MD.
  • This control device DC3 can therefore be produced in the form of a combination of electrical or electronic circuits or components (or “hardware”) and software modules (or “software”). For example, it can 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 may comprise integrated (or printed) circuits, or several integrated (or printed) circuits connected by wired or wireless connections.
  • An integrated (or printed) circuit is any type of device capable of performing at least one electrical or electronic operation.
  • control device DC3 is part of the supervision computer CS. But this is not obligatory. Indeed, the control device DC3 could comprise its own dedicated computer, which is then coupled to the supervision computer CS, or could be part of another computer embedded in the vehicle V and providing at least one other function (possibly the machine computer CM), for example.
  • the (control) method according to the invention comprises a step 10-30 which is implemented each time that one is in a phase of recharging the battery BA by the electric motor MME by means of the second torque c2 delivered by the first coupling device DC1 from the first torque c1 provided by the thermal motor MMT.
  • Step 10-30 of the method comprises a sub-step 10 in which, in the event of a transition between the parking position and an active position (for example the neutral position) of the gearbox BV during a recharging phase, we (the control device DC3) begin by prohibiting the coupling position of the first coupling device DC1 for a chosen duration dd.
  • Step 10-30 of the method also comprises a sub-step 30 in which, upon expiry of the chosen duration dd, one (the control device DC3) re-authorizes a new placement of the first coupling device DC1 in its coupling position.
  • each prohibition of the coupling position and each authorization of (re)placement in the coupling position is generated by the control device DC3 and transmitted by the supervision computer CS to the computer CE (associated with the first coupling device DC1) by means of a message (or request).
  • control device DC3 prohibits the coupling position of the first coupling device DC1 as soon as the control device DC3 prohibits the coupling position of the first coupling device DC1, it triggers a time delay having a duration equal to the chosen duration dd. Thus, when the time delay ends (chosen duration dd has elapsed) the control device DC3 immediately authorizes the placement of the first coupling device DC1 in its coupling position.
  • the control device DC3 can prohibit the coupling position immediately after being informed of the transition between the parking position and the active position of the gearbox BV.
  • step 10-30 one (the control device DC3) can determine the chosen duration dd as a function of an estimation of the current temperature of the oil circulating in the hydraulic circuit of the first coupling device DC1. This determination can, for example, be carried out in a sub-step 20 of step 10-30, as illustrated non-limitingly in FIG. 3.
  • the time required for the pressure to drop in the hydraulic circuit depends mainly on the viscosity of the oil, which depends on the temperature of the oil. In other words, the higher the temperature of the oil, the more quickly the pressure drop will occur. It is therefore possible to determine a time dd which is greater than the time required for the pressure to drop in the presence of the estimated oil temperature, in order to be certain that the pressure will have already dropped suddenly before the expiry of this time dd.
  • the estimation of the current temperature of the oil circulating in the hydraulic circuit can be provided by a sensor present in this hydraulic circuit. But this is not obligatory. Indeed, the estimation of the current temperature of the oil circulating in the hydraulic circuit can be provided by a sensor which is present in the gearbox BV, because the current temperature of the oil of the latter (BV) is equivalent to that of the oil of the hydraulic circuit. This estimation can, for example, be carried out in sub-step 10 or 20 of step 10-30.
  • one can determine the duration dd as a function of data which are stored in at least one correspondence table, for example previously determined in the factory (or test center) for a vehicle similar to vehicle V.
  • This correspondence table establishes a correspondence between oil temperatures and durations (greater than the durations for obtaining a corresponding pressure drop).
  • step 10-30 one (the control device DC3) can use a predefined duration dd, for example.
  • the predefined duration dd corresponds to the longest possible duration for obtaining a pressure drop (i.e. in the presence of a very low oil temperature).
  • the invention offers several advantages including:
  • the supervision computer CS (or the computer of the control device DC3) can also comprise a mass memory MM1, in particular for storing each possible oil temperature, as well as possible intermediate data involved in all its calculations and processing.
  • this supervision computer CS (or the computer of the control device DC3) can also comprise an input interface IE for receiving at least each message signaling a transition during a recharging phase of the battery BA (by the electric motor MME) and each possible oil temperature, 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 calculator CS (or the calculator of the control device DC3) can also comprise an output interface IS, in particular to deliver each message prohibiting the coupling position and each request for (re-authorization of) placement in the coupling position.
  • the invention also proposes a computer program product (or computer program) comprising a set of instructions which, when executed by processing means of the electronic circuit (or hardware) type, such as for example the processor PR1, is capable of implementing the control method described above to control recharging phases of the battery BA of the vehicle V in the event of a transition of the gearbox BV between the parking position and an active position.

Landscapes

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Abstract

Un procédé de contrôle est mis en œuvre dans un véhicule comprenant une machine motrice thermique fournissant un premier couple et couplée à une boîte de vitesses par un dispositif de couplage comportant un circuit hydraulique et délivrant un deuxième couple à partir du premier couple dans une position de couplage, et une machine motrice électrique installée entre les dispositif de couplage et boîte de vitesses et propre à recharger une batterie en présence du deuxième couple. Ce procédé comprend une étape (10-30) dans laquelle, en cas de transition entre des positions de parking et d'activité de la boîte de vitesses pendant une phase de recharge, on interdit la position de couplage pendant une durée choisie, puis à l'expiration de cette dernière on ré-autorise un nouveau placement dans la position de couplage.

Description

DESCRIPTION
TITRE : CONTRÔLE DE COUPLAGE LORS DE PHASES DE RECHARGE D’UNE BATTERIE D’UN VÉHICULE À GMP HYBRIDE
La présente invention revendique la priorité de la demande française N°2301203 déposée le 09.02.2023 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
Domaine technique de l’invention
[0001] L’invention concerne les véhicules comprenant un groupe motopropulseur (ou GMP) hybride et permettant les recharges d’une batterie, et plus précisément le contrôle des recharges d’une telle batterie.
Etat de la technique
[0002] Certains véhicules, éventuellement de type automobile, comprennent un groupe motopropulseur (ou GMP) hybride, c’est-à-dire comportant au moins une machine motrice thermique et au moins une machine motrice électrique, et une batterie pouvant être rechargée au moins par cette dernière lorsqu’elle reçoit du couple produit par la machine motrice thermique.
[0003] Dans certains GMP, la machine motrice thermique est propre à être couplée à une boîte de vitesses via un dispositif de couplage à circuit hydraulique (comme par exemple un embrayage), et la machine motrice électrique est installée entre ce dispositif de couplage et cette boîte de vitesses et associée à la batterie rechargeable.
[0004] Lorsque le dispositif de couplage est dans sa position de couplage et que la machine motrice thermique lui fournit un premier couple, il délivre un deuxième couple à partir de ce premier couple.
[0005] Lorsque le véhicule est dans une phase de recharge, la machine motrice électrique est propre à recharger la batterie associée en présence du deuxième couple. Plus précisément, la machine motrice électrique produit à partir du deuxième couple un troisième couple qui a une valeur négative opposée à celle du premier couple, pour recharger la batterie associée.
[0006] Comme le sait l’homme de l’art, en présence de certaines architectures hydrauliques, comme par exemple lorsque la boîte de vitesses est de type dit « à double embrayage (ou DCT) », pendant une phase de recharge chaque fois que survient une transition entre la position de parking et une position dite « d’activité » (position neutre ou de marche avant ou encore de marche arrière) de la boîte de vitesses, la pression chute soudainement dans le circuit hydraulique du dispositif de couplage, et donc le deuxième couple délivré par ce dernier s’effondre également soudainement puisqu’il se retrouve temporairement placé dans sa position découplée. Il en résulte une annulation très rapide des premier et troisième couples qui provoque un choc accompagné d’une envolée du régime de la machine motrice thermique et un effondrement du régime (ou un sous-régime) de la machine motrice électrique qui s’entendent fortement dans l’habitacle du véhicule. En outre, il y a de nouveau un choc lorsque la pression redevient soudainement normale dans le circuit hydraulique du dispositif de couplage, et donc lorsque ce dernier se retrouve de nouveau placé dans sa position de couplage, car il est difficile de contrôler le régime de la machine motrice thermique lorsque l’on ne connaît pas précisément le deuxième couple transmis par le dispositif de couplage. De tels chocs et bruits de régime peuvent être inquiétants pour les passagers du véhicule car ils n’en comprennent pas la cause, et donc ils dégradent l’agrément de conduite et l’image de qualité du véhicule.
[0007] L’invention a donc notamment pour but d’améliorer la situation.
Présentation de l’invention
[0008] Elle propose notamment à cet effet un procédé de contrôle destiné à être mis en œuvre dans un véhicule comprenant un groupe motopropulseur comportant, d’une part, une machine motrice thermique propre à fournir un premier couple et à être couplée à une boîte de vitesses, offrant une position de parking et au moins une position d’activité, par un dispositif de couplage comportant un circuit hydraulique et propre, dans une position de couplage, à délivrer un deuxième couple à partir du premier couple, et, d’autre part, une machine motrice électrique installée entre les dispositif de couplage et boîte de vitesses et propre dans une phase de recharge à recharger une batterie associée en présence du deuxième couple.
[0009] Ce procédé de contrôle se caractérise par le fait qu’il comprend une étape dans laquelle, en cas de transition entre les positions de parking et d’activité pendant une phase de recharge, on interdit la position de couplage pendant une durée choisie, puis à l’expiration de cette dernière on ré-autorise un nouveau placement dans la position de couplage.
[0010] Grâce à l’invention, la chute soudaine de la pression dans le circuit hydraulique n’a plus de conséquence, ce qui permet d’améliorer l’agrément de conduite, et d’éviter qu’une contrainte imposée par l’architecture hydraulique du GMP dégrade l’image de qualité du véhicule.
[0011] Le procédé de contrôle selon l’invention peut comporter d’autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment :
[0012] - dans son étape, on peut interdire la position de couplage immédiatement après avoir été informé de la transition ;
[0013] - dans un premier mode de réalisation, dans son étape, on peut déterminer la durée choisie en fonction d’une estimation d’une température en cours d’une huile circulant dans le circuit hydraulique ;
[0014] - dans ce premier mode de réalisation, dans son étape, la durée peut être déterminée en fonction de données stockées dans au moins une table établissant une correspondance entre des températures d’huile et des durées ; [0015] - dans un second mode de réalisation, dans son étape, on peut utiliser une durée prédéfinie.
[0016] 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 un procédé de contrôle du type de celui présenté ci-avant, dans un véhicule comprenant un groupe motopropulseur comportant, d’une part, une machine motrice thermique propre à fournir un premier couple et à être couplée à une boîte de vitesses, offrant une position de parking et au moins une position d’activité, par un dispositif de couplage comportant un circuit hydraulique et propre, dans une position de couplage, à délivrer un deuxième couple à partir du premier couple, et, d’autre part, une machine motrice électrique installée entre les dispositif de couplage et boîte de vitesses et propre dans une phase de recharge à recharger une batterie associée en présence du deuxième couple, pour contrôler des phases de recharge de la batterie en cas de transition entre les positions de parking et d’activité.
[0017] L’invention propose également un dispositif de contrôle destiné à équiper un véhicule comprenant un groupe motopropulseur comportant, d’une part, une machine motrice thermique propre à fournir un premier couple et à être couplée à une boîte de vitesses, offrant une position de parking et au moins une position d’activité, par un dispositif de couplage comportant un circuit hydraulique et propre, dans une position de couplage, à délivrer un deuxième couple à partir du premier couple, et, d’autre part, une machine motrice électrique installée entre les dispositif de couplage et boîte de vitesses et propre dans une phase de recharge à recharger une batterie associée en présence du deuxième couple.
[0018] 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, en cas de transition entre les positions de parking et d’activité pendant une phase de recharge, à interdire la position de couplage pendant une durée choisie, puis à l’expiration de cette dernière à ré-autoriser un nouveau placement dans la position de couplage.
[0019] L’invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant, d’une part, un groupe motopropulseur comportant une machine motrice thermique propre à fournir un premier couple et à être couplée à une boîte de vitesses, offrant une position de parking et au moins une position d’activité, par un dispositif de couplage comportant un circuit hydraulique et propre, dans une position de couplage, à délivrer un deuxième couple à partir du premier couple, et une machine motrice électrique installée entre les dispositif de couplage et boîte de vitesses et propre dans une phase de recharge à recharger une batterie associée en présence du deuxième couple, et, d’autre part, un dispositif de contrôle du type de celui présenté ci-avant.
Brève description des figures
[0020] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels :
[0021] [Fig. 1] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un véhicule comprenant un dispositif de contrôle selon l’invention et une chaîne de transmission à GMP hybride et associé à un calculateur de supervision,
[0022] [Fig. 2] illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de réalisation d’un calculateur de supervision comprenant un exemple de réalisation d’un dispositif de contrôle selon l’invention, et
[0023] [Fig. 3] illustre schématiquement un exemple d’algorithme mettant en œuvre un procédé de contrôle selon l’invention.
Description détaillée de l’invention
[0024] L’invention a notamment pour but de proposer un procédé de contrôle, et un dispositif de contrôle DC3 associé, destinés à permettre un contrôle des phases de recharge d’une batterie BA, d’un véhicule V comprenant un groupe motopropulseur (ou GMP) hybride, en cas de transition de la boîte de vitesses BV entre sa position de parking et une position d’activité.
[0025] Dans ce qui suit, on considère, à titre d’exemple non limitatif, que le véhicule 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. Elle concerne en effet tout type de véhicule comprenant une chaîne de transmission à GMP hybride (thermique et électrique). Ainsi, elle concerne les véhicules terrestres (véhicules utilitaires, camping- cars, minibus, cars, camions, motocyclettes, engins de voirie, engins de chantier, engins agricoles, engins de loisir (motoneige, kart), engins à chenille(s), les trains et les tramways, par exemple), les aéronefs et les bateaux.
[0026] On a schématiquement représenté sur la figure 1 un véhicule V comprenant une chaîne de transmission à GMP hybride (et donc notamment à machine motrice thermique MMT et machine motrice électrique MME), un calculateur de supervision CS, une batterie BA rechargeable, et un dispositif de contrôle DC3 selon l’invention.
[0027] Comme illustré, la chaîne de transmission comprend aussi, ici, un arbre moteur AM, un premier dispositif de couplage DC1 , un second dispositif de couplage DC2, une boîte de vitesses BV, et un arbre de transmission AT.
[0028] Le fonctionnement de la chaîne de transmission (et donc du GMP) est supervisé par un calculateur de supervision CS.
[0029] La machine motrice thermique MMT comprend un vilebrequin (non représenté) qui est solidarisé fixement à l’arbre moteur AM afin d’entraîner ce dernier (AM) en rotation. Cette machine motrice thermique MMT est propre à fonctionner selon un premier régime pour fournir un premier couple c1 , sur ordre du calculateur de supervision CS. De plus, elle (MMT) est propre à être couplée à une boîte de vitesses BV, ayant en entrée un second régime, via au moins le premier dispositif de couplage DC1. Ce dernier (DC1 ) est propre à délivrer un deuxième couple c2 à partir du premier couple c1 , notamment pour au moins un train T1 de roues motrices, lorsqu’il est dans sa position couplée et donc lorsqu’il couple la machine motrice thermique MMT à la boîte de vitesses BV.
[0030] On notera que le fonctionnement de la machine motrice thermique MMT est contrôlé soit par une consigne de régime lorsque le premier dispositif de couplage DC1 est glissant, soit par une consigne de couple lorsque le premier dispositif de couplage DC1 est dans sa position de couplage (ou fermée), la consigne de régime ou de couple étant déterminée par le calculateur de supervision CS.
[0031] Le deuxième couple c2 est défini par une consigne de couple d’embrayage cce qui est déterminée par le calculateur de supervision CS. On notera que cette consigne de couple d’embrayage cce est transmise par le calculateur de supervision CS à un calculateur CE associé au premier dispositif de couplage DC1 , contrôlant le fonctionnement de ce dernier (DC1 ) et chargé de convertir cette consigne de couple d’embrayage cce en une consigne de pression hydraulique cph pour le circuit hydraulique du premier dispositif de couplage DC1 .
[0032] Par exemple, le premier dispositif de couplage DC1 peut être un embrayage à circuit hydraulique. Mais il pourrait être d’un autre type dès lors qu’il comprend un circuit hydraulique pour le faire passer de sa position de découplage à sa position de couplage (et inversement).
[0033] Egalement par exemple, le train T1 peut être situé dans la partie avant PW du véhicule V. Il est de préférence, et comme illustré, couplé à l’arbre de transmission AT via un différentiel (ici avant) DV. Mais dans une variante ce train T 1 pourrait être celui référencé T2 qui est situé dans la partie arrière PRV du véhicule V.
[0034] La machine motrice électrique MME est installée entre le premier dispositif de couplage DC1 et la boîte de vitesses BV, et est propre à fournir un troisième couple c3, sur ordre du calculateur de supervision CS. Son fonctionnement est contrôlé par un calculateur de machine CM. [0035] Lorsque le premier dispositif de couplage DC1 a été placé dans son état couplé (ou complètement fermé) et que la machine motrice thermique MMT est en fonctionnement (et donc à un premier régime non nul pour fournir le premier couple c1 ), le premier dispositif de couplage DC1 délivre un deuxième couple c2 qui vient s’ajouter à un éventuel troisième couple c3 fourni, en amont de la boîte de vitesses BV, par la machine motrice électrique MME lorsqu’elle est alimentée en énergie électrique par une batterie BA rechargeable. Lorsque le premier dispositif de couplage DC1 a été placé dans son état découplé (ou complètement ouvert), seule la machine motrice électrique MME peut fournir un troisième couple c3 en amont de la boîte de vitesses BV.
[0036] La machine motrice électrique MME est également agencée, dans une phase de recharge, de manière à recharger la batterie BA associée en présence du deuxième couple c2. Plus précisément, elle (MME) est propre dans une phase de recharge à produire à partir du deuxième couple c2 (issu du premier dispositif de couplage DC1 ) un troisième couple c3 qui a une valeur négative opposée à celle du premier couple c1 (fourni par la machine motrice thermique MMT) pour recharger la batterie BA associée.
[0037] Par exemple, la batterie BA peut être de type cellulaire. Dans ce cas, elle comprend des cellules de stockage d’énergie électrique, éventuellement électrochimiques (comme par exemple des cellules de type lithium-ion (ou Li-ion) ou Ni-Mh ou Ni-Cd). Egalement par exemple, cette batterie BA peut être de type 450 V. Mais cela n’est pas une obligation. En effet, elle pourrait en variante être de type 48 V ou 600 V, par exemple.
[0038] La boîte de vitesses BV est automatisée, et comprend notamment (et classiquement) une position de parking et au moins une position dite « d’activité » (position neutre ou de marche avant ou encore de marche arrière). A titre d’exemple non limitatif, la boîte de vitesses BV peut être de type dit « à double embrayage (ou DCT) ». Mais l’invention n’est pas limitée à ce type de boîte de vitesses (l’important étant qu’elle comprenne notamment une position de parking et au moins une position d’activité).
[0039] On notera que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 le premier dispositif de couplage DC1 , la machine motrice électrique MME et la boîte de vitesses BV font partie d’un ensemble de boîte de vitesses EBV. Mais cela n’est pas une obligation.
[0040] On notera également que dans l’exemple illustré non limitativement sur la figure 1 la chaîne de transmission comprend aussi un second dispositif de couplage DC2 installé en aval des premier dispositif de couplage DC1 et machine motrice électrique MME et en amont de la boîte de vitesses BV. Mais cela n’est pas une obligation. Par ailleurs, le second dispositif de couplage DC2 fait ici partie de l’ensemble de boîte de vitesses EBV. Mais cela n’est pas une obligation.
[0041] Comme évoqué plus haut, l’invention propose notamment un procédé de contrôle destiné à permettre le contrôle des phases de recharge de la batterie BA en cas de transition de la boîte de vitesses BV entre sa position de parking et l’une de ses positions d’activité (quel qu’en soit le sens), par exemple du fait de l’action du conducteur sur le levier de vitesse.
[0042] Ce procédé (de contrôle) peut être mis en œuvre au moins partiellement par le dispositif de contrôle DC3 (illustré au moins partiellement 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 DC3 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.
[0043] 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.
[0044] Dans l’exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le dispositif de contrôle DC3 fait partie du calculateur de supervision CS. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le dispositif de contrôle DC3 pourrait comprendre son propre calculateur dédié, lequel est alors couplé au calculateur de supervision CS, ou bien pourrait faire partie d’un autre calculateur embarqué dans le véhicule V et assurant au moins une autre fonction (éventuellement le calculateur de machine CM), par exemple.
[0045] Comme illustré non limitativement sur la figure 3, le procédé (de contrôle), selon l’invention, comprend une étape 10-30 qui est mise en œuvre chaque fois que l’on est dans une phase de recharge de la batterie BA par la machine motrice électrique MME au moyen du deuxième couple c2 délivré par le premier dispositif de couplage DC1 à partir du premier couple c1 fourni par la machine motrice thermique MMT.
[0046] L’étape 10-30 du procédé comprend une sous-étape 10 dans laquelle, en cas de transition entre la position de parking et une position d’activité (par exemple la position neutre) de la boîte de vitesses BV pendant une phase de recharge, on (le dispositif de contrôle DC3) commence par interdire la position de couplage du premier dispositif de couplage DC1 pendant une durée dd choisie.
[0047] L’étape 10-30 du procédé comprend aussi une sous-étape 30 dans laquelle, à l’expiration de la durée choisie dd, on (le dispositif de contrôle DC3) ré-autorise un nouveau placement du premier dispositif de couplage DC1 dans sa position de couplage.
[0048] On comprendra que l’interdiction de la position de couplage du premier dispositif de couplage DC1 provoque le placement de ce dernier (DC1 ) dans sa position de découplage, et donc la cessation de la délivrance du deuxième couple c2 avant que ne survienne la chute soudaine de pression dans le circuit hydraulique du premier dispositif de couplage DC1 (du fait de l’architecture hydraulique du GMP). De ce fait, la machine motrice électrique MME ne peut plus produire temporairement de troisième couple c3, ce qui interrompt temporairement la recharge de la batterie BA. Ainsi, lorsque la pression chute soudainement dans le circuit hydraulique consécutivement à la transition, il n’y a pas de conséquence. En particulier, il n’y a plus de risque de choc et d’envolée du régime de la machine motrice thermique MMT et d’effondrement du régime de la machine motrice électrique MME. De même, lorsque la pression redevient soudainement normale dans le circuit hydraulique, cela n’a pas de conséquence car le premier dispositif de couplage DC1 est encore placé dans son état de découplage, et donc il ne délivre pas de deuxième couple c2. Puis, lorsque la durée dd est écoulée, le premier dispositif de couplage DC1 est de nouveau placé dans son état de couplage, et donc il se met à délivrer un deuxième couple c2 à partir du premier couple c1 alors même qu’il n’y a pas de troisième couple c3, ce qui permet d’éviter la génération d’un choc. L’invention permet donc d’améliorer l’agrément de conduite, et d’éviter qu’une contrainte imposée par l’architecture hydraulique du GMP dégrade l’image de qualité du véhicule V.
[0049] On notera que lorsque le dispositif de contrôle DC3 fait partie du calculateur de supervision CS, chaque interdiction de la position de couplage et chaque autorisation de (re)placement dans la position de couplage est générée par le dispositif de contrôle DC3 et transmise par le calculateur de supervision CS au calculateur CE (associé au premier dispositif de couplage DC1 ) au moyen d’un message (ou requête).
[0050] Par exemple, dès que le dispositif de contrôle DC3 interdit la position de couplage du premier dispositif de couplage DC1 , il déclenche une temporisation ayant une durée égale à la durée choisie dd. Ainsi, lorsque la temporisation prend fin (durée choisie dd écoulée) le dispositif de contrôle DC3 autorise immédiatement le placement du premier dispositif de couplage DC1 dans sa position de couplage. [0051] Par exemple, dans la sous-étape 10 de l’étape 10-30 on (le dispositif de contrôle DC3) peut interdire la position de couplage immédiatement après avoir été informé de la transition entre la position de parking et la position d’activité de la boîte de vitesses BV.
[0052] Egalement par exemple, dans un premier mode de réalisation, dans l’étape 10-30 on (le dispositif de contrôle DC3) peut déterminer la durée choisie dd en fonction d’une estimation de la température en cours de l’huile circulant dans le circuit hydraulique du premier dispositif de couplage DC1. Cette détermination peut, par exemple, être effectuée dans une sous-étape 20 de l’étape 10-30, comme illustré non limitativement sur la figure 3.
[0053] La durée nécessaire à la chute de pression dans le circuit hydraulique dépend en effet principalement de la viscosité de l’huile, laquelle dépend de la température de l’huile. En d’autres termes, plus la température de l’huile sera élevée, plus la chute de pression surviendra rapidement. On peut donc déterminer une durée dd qui est supérieure à la durée nécessaire à la chute de pression en présence de la température d’huile estimée, afin d’être certain que la pression aura déjà chuté soudainement avant l’expiration de cette durée dd.
[0054] L’estimation de la température en cours de l’huile circulant dans le circuit hydraulique peut être fournie par un capteur présent dans ce circuit hydraulique. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, l’estimation de la température en cours de l’huile circulant dans le circuit hydraulique peut être fournie par un capteur qui est présent dans la boîte de vitesses BV, car la température en cours de l’huile de cette dernière (BV) est équivalente à celle de l’huile du circuit hydraulique. Cette estimation peut, par exemple, être réalisée dans la sous-étape 10 ou 20 de l’étape 10-30.
[0055] Egalement par exemple, dans l’étape 10-30 (par exemple la sous- étape 20) on (le dispositif de contrôle DC3) peut déterminer la durée dd en fonction de données qui sont stockées dans au moins une table de correspondance, par exemple préalablement déterminée en usine (ou centre d’essais) pour un véhicule similaire au véhicule V. Cette table de correspondance établit une correspondance entre des températures d’huile et des durées (supérieures aux durées d’obtention d’une chute de pression correspondantes).
[0056] Dans un second mode de réalisation, dans l’étape 10-30 on (le dispositif de contrôle DC3) peut utiliser une durée dd prédéfinie, par exemple. Dans ce cas, la durée dd prédéfinie correspond à la plus longue durée possible d’obtention d’une chute de pression (c’est-à-dire en présence d’une très basse température d’huile).
[0057] L’invention offre plusieurs avantages parmi lesquels :
[0058] - une amélioration de l’agrément de conduite (notamment en évitant les chocs ou à-coups et les calages de la machine motrice thermique MMT),
[0059] - une robustesse du contrôle (ou pilotage) du premier dispositif de couplage DC1 grâce à l’amélioration du suivi du deuxième couple c2 et la délivrance optimale de ce deuxième couple c2 dans toutes les situations de vie,
[0060] - une absence de dégradation d’une optimisation cible (par exemple relative à la consommation de carburant ou la dépollution),
[0061] - une maîtrise de l’énergie électrique stockée,
[0062] - une réduction de la durée des phases de glissement du premier dispositif de couplage DC1 permettant d’augmenter sa durée de vie et de mieux maîtriser son refroidissement.
[0063] On notera également, comme illustré non limitativement sur la figure 2, que le calculateur de supervision CS (ou le calculateur du dispositif de contrôle DC3) peut aussi comprendre une mémoire de masse MM1 , notamment pour stocker chaque éventuelle température d’huile, 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 DC3) peut aussi comprendre une interface d’entrée IE pour la réception d’au moins chaque message signalant une transition pendant une phase de recharge de la batterie BA (par la machine motrice électrique MME) et chaque éventuelle température d’huile, 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 DC3) peut aussi comprendre une interface de sortie IS, notamment pour délivrer chaque message d’interdiction de la position de couplage et chaque requête de (ré-autorisation de) placement dans la position de couplage.
[0064] 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 des phases de recharge de la batterie BA du véhicule V en cas de transition de la boîte de vitesses BV entre la position de parking et une position d’activité.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Procédé de contrôle pour un véhicule (V) comprenant un groupe motopropulseur comportant i) une machine motrice thermique (MMT) propre à fournir un premier couple et à être couplée à une boîte de vitesses (BV), offrant une position de parking et au moins une position d’activité, par un dispositif de couplage (DC1 ) comportant un circuit hydraulique et propre, dans une position de couplage, à délivrer un deuxième couple à partir dudit premier couple, et ii) une machine motrice électrique (MME) installée entre lesdits dispositif de couplage (DC1 ) et boîte de vitesses (BV) et propre dans une phase de recharge à recharger une batterie (BA) associée en présence dudit deuxième couple, caractérisé en ce qu’il comprend une étape (10-30) dans laquelle, en cas de transition entre lesdites positions de parking et d’activité pendant une phase de recharge, on interdit ladite position de couplage pendant une durée choisie, puis à l’expiration de cette dernière on ré-autorise un nouveau placement dans ladite position de couplage.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) on interdit ladite position de couplage immédiatement après avoir été informé de ladite transition.
[Revendication 3] Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) on détermine ladite durée choisie en fonction d’une estimation d’une température en cours d’une huile circulant dans ledit circuit hydraulique.
[Revendication 4] Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) ladite durée est déterminée en fonction de données stockées dans au moins une table établissant une correspondance entre des températures d’huile et des durées.
[Revendication 5] Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans ladite étape (10-30) on utilise une durée prédéfinie.
[Revendication 6] 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 5, dans un véhicule (V) comprenant un groupe motopropulseur comportant i) une machine motrice thermique (MMT) propre à fournir un premier couple et à être couplée à une boîte de vitesses (BV), offrant une position de parking et au moins une position d’activité, par un dispositif de couplage (DC1 ) comportant un circuit hydraulique et propre, dans une position de couplage, à délivrer un deuxième couple à partir dudit premier couple, et ii) une machine motrice électrique (MME) installée entre lesdits dispositif de couplage (DC1 ) et boîte de vitesses (BV) et propre dans une phase de recharge à recharger une batterie (BA) associée en présence dudit deuxième couple, pour contrôler des phases de recharge de ladite batterie (BA) en cas de transition entre lesdites positions de parking et d’activité.
[Revendication 7] Dispositif de contrôle (DC3) pour un véhicule (V) comprenant un groupe motopropulseur comportant i) une machine motrice thermique (MMT) propre à fournir un premier couple et à être couplée à une boîte de vitesses (BV), offrant une position de parking et au moins une position d’activité, par un dispositif de couplage (DC1 ) comportant un circuit hydraulique et propre, dans une position de couplage, à délivrer un deuxième couple à partir dudit premier couple, et ii) une machine motrice électrique (MME) installée entre lesdits dispositif de couplage (DC1 ) et boîte de vitesses (BV) et propre dans une phase de recharge à recharger une batterie (BA) associée en présence dudit deuxième couple, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un processeur (PR1 ) et au moins une mémoire (MD) agencés pour effectuer les opérations consistant, en cas de transition entre lesdites positions de parking et d’activité pendant une phase de recharge, à interdire ladite position de couplage pendant une durée choisie, puis à l’expiration de cette dernière à ré-autoriser un nouveau placement dans ladite position de couplage.
[Revendication 8] Véhicule (V) comprenant un groupe motopropulseur comportant i) une machine motrice thermique (MMT) propre à fournir un premier couple et à être couplée à une boîte de vitesses (BV), offrant une position de parking et au moins une position d’activité, par un dispositif de couplage (DC1 ) comportant un circuit hydraulique et propre, dans une position de couplage, à délivrer un deuxième couple à partir dudit premier couple, et ii) une machine motrice électrique (MME) installée entre lesdits dispositif de couplage (DC1 ) et boîte de vitesses (BV) et propre dans une phase de recharge à recharger une batterie (BA) associée en présence dudit deuxième couple, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de contrôle (DC3) selon la revendication 7.
[Revendication 9] Véhicule selon la revendication 8, caractérisé en ce qu’il est de type automobile.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2301203A1 (fr) 1975-02-21 1976-09-17 Bellazecca Vetrari Snc B E V D Siege a ossature metallique en encorbellement
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