FR3109337A1 - Procede de pilotage du couple produit sur l’arbre primaire d’un groupe motopropulseur de vehicule automobile hybride - Google Patents

Procede de pilotage du couple produit sur l’arbre primaire d’un groupe motopropulseur de vehicule automobile hybride Download PDF

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Abstract

L’invention concerne un procédé pilotage du couple produit sur l’arbre primaire d’un groupe motopropulseur de véhicule automobile hybride, ledit procédé comportant les étapes suivantes : - une étape d’obtention (101) d’une fonction cible définissant un couple à produire sur l’arbre primaire à chaque instant ; - une étape d’obtention (102) d’une fonction affine définissant un couple à produire par ledit moteur thermique à chaque instant ; - une étape de détermination (103) d’une fonction de compensation définissant un couple à produire par ledit moteur électrique à chaque instant ; - une étape de production (104) d’un couple réel par ledit moteur thermique à chaque instant basé sur ladite fonction affine ; - une étape de production (105) d’un couple réel par ledit moteur électrique basé sur ladite fonction de compensation afin de piloter le couple produit sur ledit arbre primaire. Fig. 1

Description

PROCEDE DE PILOTAGE DU COUPLE PRODUIT SUR L’ARBRE PRIMAIRE D’UN GROUPE MOTOPROPULSEUR DE VEHICULE AUTOMOBILE HYBRIDE
L’invention se rapporte à un procédé de pilotage du couple produit sur l’arbre primaire d’un groupe motopropulseur. L’invention concerne également un dispositif de pilotage apte à mettre en œuvre le procédé selon l’invention.
Il est connu de l’art antérieur des véhicules automobiles dénommés véhicules hybrides car il comporte, en général, deux motorisations. On connaît des véhicules hybrides comportant un moteur thermique, du type essence ou diesel, et un moteur électrique. Le moteur thermique et le moteur électrique sont reliés au moyen d’un arbre primaire via un embrayage et une boîte de vitesses. Le moteur thermique produit un premier couple et le moteur électrique produit un second couple. Lorsque l’embrayage est fermé, ces premier et second couples s’additionnent pour ensuite se transmettre aux roues du véhicule hybride par l’intermédiaire de l’arbre primaire. On connaît de l’état de la technique le document EP 2 055 567 B1 qui divulgue un procédé pour commander un moteur couplé à un élément d'entrée d'une transmission hybride, la transmission hybride ayant pour fonction de transférer une puissance entre le moteur et une seconde machine de couple et un élément de sortie, le procédé comprenant une étape de surveillance d’une requête de couple de la part d'un opérateur, une étape de commande du fonctionnement de la transmission hybride dans un état de gamme de fonctionnement continûment variable, une étape de détermination des ordres du moteur comprenant une première requête de couple moteur et une seconde requête de couple moteur sur la base de la requête de couple de la part de l'opérateur et du fonctionnement de la transmission hybride, une étape de détermination d’une contrainte de couple moteur comprenant un couple moteur maximum basé sur une capacité de la transmission hybride à réagir au couple moteur et une étape de commande du fonctionnement du moteur sur la base de la première requête de couple moteur uniquement quand la seconde requête de couple moteur excède la contrainte de couple moteur. Le principal inconvénient de la solution divulguée dans l’état de la technique est que le moteur thermique peut présenter de fortes variations de couple. Le moteur électrique est censé compenser ces variations de couple, mais, en pratique, on constate des à-coups et des chocs lors de la conduite du véhicule hybride. En effet, les divers calculateurs chargés de déterminer le couple à produire par le moteur électrique présentent des temps de réponse relativement importants. Par conséquent, la compensation de couple générée par le moteur électrique n’est pas en accord avec le couple produit par le moteur thermique. Le conducteur du véhicule ressent alors divers désagréments, tels que des secousses.
Le but de l’invention est donc de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant un procédé, et un dispositif, de pilotage du couple produit sur l’arbre primaire du groupe motopropulseur du véhicule automobile hybride permettant de réduire les à-coups et les chocs lors de régimes transitoires tels qu’une phase de décélération puis une phase d’accélération ou une phase d’accélération puis une phase de décélération.
Pour ce faire, l’invention se rapporte ainsi, dans son acceptation la plus large, à un procédé de pilotage du couple produit sur l’arbre primaire d’un groupe motopropulseur de véhicule automobile hybride, ledit groupe motopropulseur comportant un moteur thermique et un moteur électrique montés en série sur ledit arbre primaire, ledit procédé comportant les étapes suivantes :
- une étape d’obtention d’une fonction cible définissant un couple à produire sur l’arbre primaire à chaque instant ;
- une étape d’obtention d’une fonction affine définissant un couple à produire par ledit moteur thermique à chaque instant ;
- une étape de détermination d’une fonction de compensation définissant un couple à produire par ledit moteur électrique à chaque instant, ledit couple étant égal à la différence entre ledit couple à produire sur l’arbre primaire à chaque instant selon ladite fonction cible et ledit couple à produire par ledit moteur thermique à chaque instant selon ladite fonction affine ;
- une étape de production d’un couple réel par ledit moteur thermique à chaque instant basé sur ladite fonction affine ;
- une étape de production d’un couple réel par ledit moteur électrique basé sur ladite fonction de compensation afin de piloter le couple produit sur ledit arbre primaire.
De préférence, ladite fonction affine est décroissante ou croissante, respectivement, lors d’une décélération ou d’une accélération dudit véhicule automobile hybride.
Selon une caractéristique avantageuse, ladite fonction affine comporte une pente comprise entre -100 Nm/s et -250 Nm/s ou entre +100 Nm/s et +250 Nm/s, respectivement, lors d’une décélération ou d’une accélération dudit véhicule automobile hybride.
De préférence, ladite fonction de compensation est déterminée de manière à produire un couple sensiblement constant sur ledit arbre primaire compris entre +25 Nm et -25 Nm pendant un laps de temps prédéterminé.
Dans un mode préféré, ledit laps de temps est compris entre 0,1 et 0,6 s.
Avantageusement, ledit laps de temps est environ égal à 0,2 s.
L’invention concerne également un dispositif de pilotage du couple produit sur l’arbre primaire d’un groupe motopropulseur de véhicule automobile hybride ledit groupe motopropulseur comportant un moteur thermique et un moteur électrique montés en série sur ledit arbre primaire caractérisé en ce que ledit dispositif est destiné à mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’invention, ledit dispositif comprenant un organe d’obtention d’une fonction cible définissant le couple à produire sur l’arbre primaire à chaque instant, un organe d’obtention d’une fonction affine définissant le couple à produire par ledit moteur thermique à chaque instant, un moyen de détermination d’une fonction de compensation définissant ledit couple à produire par ledit moteur électrique à chaque instant, ledit couple étant égal à la différence entre le couple à produire sur l’arbre primaire à chaque instant selon ladite fonction cible et ledit couple à produire par ledit moteur thermique à chaque instant selon ladite fonction affine, ledit moteur thermique étant configuré pour produire un couple réel à chaque instant basé sur ladite fonction affine et ledit moteur électrique étant configuré pour produire un couple réel basé sur ladite fonction de compensation afin de piloter le couple produit sur ledit arbre primaire.
L’invention porte en outre sur un système de traitement de données comprenant un processeur configuré pour mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’invention.
L’invention a pour objet également un produit de type programme d’ordinateur, comprenant au moins une séquence d’instructions stockée et lisible par un processeur et qui, une fois lue par ce processeur, provoque la réalisation des étapes du procédé selon l’invention.
L’invention concerne en outre un support lisible par un ordinateur comportant ledit produit de type programme d’ordinateur.
On décrira ci-après, à titre d’exemples non limitatifs, plusieurs formes d’exécution de la présente invention, en référence aux figures annexées sur lesquelles :
illustre un schéma fonctionnel du procédé selon un mode de réalisation de l’invention ;
représente graphiquement, dans un mode de réalisation de l’invention, les couples produits par un moteur thermique et un moteur électrique d’un véhicule automobile hybride et le couple produit sur l’arbre primaire dudit véhicule automobile hybride lorsque le procédé selon l’invention est mis en œuvre.
En référence à la figure 1, il est représenté un schéma fonctionnel du procédé selon l’invention. Le procédé est destiné à être mis en œuvre sur un véhicule automobile hybride comportant un groupe motopropulseur présentant un moteur thermique, tel qu’un moteur essence ou diesel, et un moteur électrique. Les moteurs thermique et électrique sont reliés à un même arbre de transmission de puissance dénommé arbre primaire. Le groupe motopropulseur comprend également un embrayage disposé entre le moteur thermique et le moteur électrique. Une boîte de vitesses est directement reliée au moteur électrique. Lorsque l’embrayage est fermé, le couple produit par le moteur thermique et le couple produit par le moteur électrique s’additionnent et sont transmis à l’arbre primaire. Le couple total disponible sur l’arbre primaire est transmis aux roues du véhicule automobile hybride. Le procédé selon l’invention permet de piloter le couple produit sur l’arbre primaire. Ce procédé comporte tout d’abord une étape d’obtention 101 d’une fonction cible 3a définissant le couple à produire sur l’arbre primaire à chaque instant t. En référence à la figure 2, il est représenté un mode de réalisation particulier de la présente invention sous la forme d’un graphique représentant le couple en Nm en fonction du temps t. Il est représenté par un trait mixte épais la fonction cible 3a. La fonction cible 3a comporte trois parties. Une première partie partant du point 200 Nm et 0 s pour se terminer vers -25Nm et 0,5 s. Il s’agit de la décélération du véhicule automobile hybride. La fonction cible 3a présente ensuite une deuxième partie 4 à couple sensiblement constant, à savoir -25 Nm, pendant environ 0,2 s et finalement une troisième partie partant aux environs du point -25 Nm et 0,7 s et se terminant aux environs du point -125 Nm et 0,9 s. La deuxième partie de la fonction cible 3a permet, lors de la phase de transition entre la décélération et l’accélération du véhicule automobile hybride, d’éviter les chocs dans la boîte de vitesses. En effet, ils existent des jeux de fonctionnement dans la boîte de vitesses entre ses engrenages et lors des changements de sens de rotation de ceux-ci un rattrapage de ces jeux se produit. Le procédé selon l’invention a pour avantage de limiter sensiblement ces chocs. Le procédé se poursuit ensuite par une étape d’obtention 102 d’une fonction affine 2a définissant le couple à produire par le moteur thermique à chaque instant t. En référence à la figure 2, la fonction affine 2a est représentée en trait pointillé épais. Elle comporte une pente d’environ -200 Nm/s. Le procédé comporte ensuite une étape de détermination 103 d’une fonction de compensation 1a, représentée en trait mixte fin sur la figure 2, définissant le couple à produire par le moteur électrique à chaque instant t. Ce couple est égal à la différence entre le couple à produire sur l’arbre primaire à chaque instant t selon la fonction cible 3a et le couple à produire par le moteur thermique à chaque instant t selon la fonction affine 2a. Selon une étape de production 104, un couple est effectivement produit par le moteur thermique à chaque instant t basé sur la fonction affine 2a. La production de ce couple 2b est représentée graphiquement par un trait en pointillé épais sur la figure 2. Le procédé comporte ensuite une étape de production 105 d’un couple par le moteur électrique basé sur la fonction de compensation 1a afin de piloter le couple produit sur l’arbre primaire. La production de ce couple 1b est représenté graphiquement par un trait fin sur la figure 2. L’avantage de mettre en œuvre une fonction affine 2a pour la production d’un couple par le moteur thermique est que le moteur électrique peut produire facilement un couple de compensation, même s’il existe un retard de production pour ce couple. De cette manière, les chocs et les à-coups sont sensiblement réduits, voire quasiment inexistants. Dans un mode de réalisation particulier, la fonctionne affine 2a est décroissante lors d’une décélération du véhicule automobile hybride, avec une pente comprise entre -100 Nm/s et -250 Nm/s, et de préférence égale à environ -200 Nm/s. Dans un autre mode de réalisation particulier de l’invention, la fonctionne affine est croissante avec une pente comprise entre +100 Nm/s et +250 Nm/s, et de préférence égale à environ +200 Nm/s. Dans une alternative, la fonction de compensation 1a est déterminée de manière à produire un couple sensiblement constant sur l’arbre primaire compris entre +25Nm et – 25Nm pendant un laps de temps prédéterminé. La fonction de compensation 1a est déterminée lors de la réalisation d’essais, ainsi que le laps de temps prédéterminé. Dans un mode de réalisation particulier, ce laps de temps est compris entre 0,1 et 0,6 s. Ce laps de temps est prédéterminé de manière à être suffisamment grand pour éviter la génération de chocs et d’à-coups tout en procurant un bon agrément de conduite pour le conducteur du véhicule automobile hybride. De préférence, ce laps de temps est d’environ 0,2 s. Ainsi, la transition entre une phase de décélération et une phase d’accélération ou entre une phase d’accélération et une phase de décélération est suffisamment rapide pour que le conducteur ne la ressente pas. En référence à la figure 2, le couple effectivement produit par le moteur thermique est représenté par le graphe 2b, en trait pointillé. Quant au couple effectivement produit par le moteur électrique, celui-ci est représenté par le graphe 1b en trait fin continu. Le couple effectivement produit sur l’arbre primaire est représenté par le graphe 3b en trait mixte fort.
L’invention concerne également un dispositif de pilotage du couple produit sur l’arbre primaire du groupe motopropulseur du véhicule automobile hybride. Le dispositif comprend un organe d’obtention de la fonction cible, tel qu’un calculateur ou un superviseur, un organe d’obtention de la fonction affine 2a, tel qu’un autre calculateur ou le même superviseur. Le dispositif comporte en outre un moyen de détermination de la fonction de compensation 1a. Dans un mode particulier, ce moyen est le superviseur du véhicule automobile hybride dans lequel est effectué le calcul de compensation. Le moteur thermique est configuré pour produire un couple à chaque instant t basé sur ladite fonction affine 2a et le moteur électrique est configuré pour produire un couple basé sur ladite fonction de compensation 1a afin de piloter le couple produit sur l’arbre primaire.
Dans un mode de réalisation particulier, le procédé selon l’invention met en œuvre un ordinateur, tel qu’un superviseur ou un calculateur. La présente invention peut être mise en œuvre au moyen d’un système de traitement de données comprenant un processeur configuré pour mettre en œuvre toutes les étapes du procédé. En outre, un produit de type programme d’ordinateur comprenant au moins une séquence d’instructions stockée et lisible par un processeur et qui, une fois lue par ce processeur, provoque la réalisation des étapes du procédé selon l’invention. Un support lisible par un ordinateur comporte ledit produit de type programme d’ordinateur.

Claims (10)

  1. Procédé de pilotage du couple produit sur l’arbre primaire d’un groupe motopropulseur de véhicule automobile hybride, ledit groupe motopropulseur comportant un moteur thermique et un moteur électrique montés en série sur ledit arbre primaire, ledit procédé comportant les étapes suivantes :
    - une étape d’obtention (101) d’une fonction cible (3a) définissant un couple à produire sur l’arbre primaire à chaque instant (t) ;
    - une étape d’obtention (102) d’une fonction affine (2a) définissant un couple à produire par ledit moteur thermique à chaque instant (t) ;
    - une étape de détermination (103) d’une fonction de compensation (1a) définissant un couple à produire par ledit moteur électrique à chaque instant (t), ledit couple étant égal à la différence entre ledit couple à produire sur l’arbre primaire à chaque instant (t) selon ladite fonction cible (3a) et ledit couple à produire par ledit moteur thermique à chaque instant (t) selon ladite fonction affine (2a) ;
    - une étape de production (104) d’un couple réel par ledit moteur thermique à chaque instant (t) basé sur ladite fonction affine (2a) ;
    - une étape de production (105) d’un couple réel par ledit moteur électrique basé sur ladite fonction de compensation (1a) afin de piloter le couple produit sur ledit arbre primaire.
  2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite fonction affine (2a) est décroissante ou croissante, respectivement, lors d’une décélération ou d’une accélération dudit véhicule automobile hybride.
  3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que ladite fonction affine (2a) comporte une pente comprise entre -100 Nm/s et -250 Nm/s ou entre +100 Nm/s et +250 Nm/s, respectivement, lors d’une décélération ou d’une accélération dudit véhicule automobile hybride.
  4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ladite fonction de compensation (1a) est déterminée de manière à produire un couple sensiblement constant sur ledit arbre primaire compris entre +25 Nm et -25 Nm pendant un laps de temps prédéterminé.
  5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que ledit laps de temps est compris entre 0,1 et 0,6 s.
  6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que ledit laps de temps est environ égal à 0,2 s.
  7. Dispositif de pilotage du couple produit sur l’arbre primaire d’un groupe motopropulseur de véhicule automobile hybride ledit groupe motopropulseur comportant un moteur thermique et un moteur électrique montés en série sur ledit arbre primaire caractérisé en ce que ledit dispositif est destiné à mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, ledit dispositif comprenant un organe d’obtention d’une fonction cible (3a) définissant un couple à produire sur l’arbre primaire à chaque instant (t) , un organe d’obtention d’une fonction affine (2a) définissant un couple à produire par ledit moteur thermique à chaque instant (t), un moyen de détermination d’une fonction de compensation (1a) définissant un couple à produire par ledit moteur électrique à chaque instant (t), ledit couple étant égal à la différence entre ledit couple à produire sur l’arbre primaire à chaque instant (t) selon ladite fonction cible (3a) et ledit couple à produire par ledit moteur thermique à chaque instant (t) selon ladite fonction affine (2a), ledit moteur thermique étant configuré pour produire un couple réel à chaque instant (t) basé sur ladite fonction affine (2a) et ledit moteur électrique étant configuré pour produire un couple réel basé sur ladite fonction de compensation (1a) afin de piloter le couple produit sur ledit arbre primaire.
  8. Système de traitement de données comprenant un processeur configuré pour mettre en œuvre les étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.
  9. Produit de type programme d’ordinateur, comprenant au moins une séquence d’instructions stockée et lisible par un processeur et qui, une fois lue par ce processeur, provoque la réalisation des étapes du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.
  10. Support lisible par un ordinateur comportant ledit produit de type programme d’ordinateur selon la revendication 9.
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