FR3143083A1 - Procede pour commander un systeme de transmission d’un vehicule electrique et systeme mettant en oeuvre ce dernier - Google Patents

Procede pour commander un systeme de transmission d’un vehicule electrique et systeme mettant en oeuvre ce dernier Download PDF

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Abstract

PROCEDE POUR COMMANDER UN SYSTEME DE TRANSMISSION D’UN VEHICULE ELECTRIQUE ET SYSTEME METTANT EN ŒUVRE CE DERNIER Une unité de commande (3) d’un véhicule électrique (2) calcule une force de torsion cible sur la base d’une vitesse de rotation d’un moteur de puissance (21) et une force de torsion opérationnelle qui est actuellement produite par le moteur de puissance (21) pour le changement de vitesse. Lorsque le changement de vitesse est réalisé, l’unité de commande (3) commande le moteur de puissance (21) pour qu’il fasse passer une sortie de force de torsion de la force de torsion opérationnelle à la force de torsion cible, et commande le moteur de puissance (21) pour qu’il fasse repasser la sortie de force de torsion de la force de torsion cible à la force de torsion opérationnelle. Figure 2)

Description

PROCEDE POUR COMMANDER UN SYSTEME DE TRANSMISSION D’UN VEHICULE ELECTRIQUE ET SYSTEME METTANT EN OEUVRE CE DERNIER
La divulgation concerne un procédé de commande et un système de commande relatif à un véhicule, et plus particulièrement un procédé et un système pour commander un système de transmission d’un véhicule électrique.
En référence à la , on représente un mécanisme de transmission 1 classique comprenant un arbre d’entrée 10 pour se raccorder à une source de puissance d'entraînement (non représentée), un premier engrenage d’entrée 11 agencé sur l’arbre d’entrée 10, un second engrenage d’entrée 12 adjacent au premier engrenage d’entrée 11 et agencé sur l’arbre d’entrée 10, un arbre de sortie 13 radialement espacé de l’arbre d’entrée 10 et utilisé pour la sortie de puissance, un premier engrenage de sortie 14 agencé sur l’arbre de sortie 13 et s’engrenant, de manière détachable, avec le premier engrenage d’entrée 11, un second engrenage de sortie 15 agencé sur l’arbre de sortie 13 et s’engrenant de manière détachable avec le second engrenage d’entrée 12, un embrayage à une voie 17 raccordé à l’arbre de sortie 13, un embrayage à plateau de pression 18 raccordé à l’arbre d’entrée 10, et un mécanisme de butée 19 venant en butée contre l’embrayage à plateau de pression 18 dans une direction axiale de l’arbre d’entrée 10. Par le biais du fonctionnement du mécanisme de butée 19, la puissance introduite par l’arbre d’entrée 10 est utilisée pour commander sélectivement l’embrayage à plateau de pression 18 afin qu’il fonctionne dans un état de mise en prise ou un état dégagé, commutant ainsi le fonctionnement du mécanisme de transmission 1 classique entre une première position d’engrenage dans laquelle le premier engrenage d’entrée 11 s’engrène avec le premier engrenage de sortie 14, et une seconde position d’engrenage dans laquelle le second engrenage d’entrée 12 s’engrène avec le second engrenage de sortie 15.
Dans la première position d’engrenage, la puissance transmise par l’arbre d’entrée 10 est transférée à l’arbre de sortie 13 via le premier engrenage d'entrée 11 et le premier engrenage de sortie 14, se traduisant par la sortie de puissance. En même temps, le second engrenage d'entrée 12 tourne conjointement avec l’arbre d’entrée 10, mais ne transmet pas de sortie de puissance étant donné qu’il n’est pas mis en prise avec les autres engrenages. Dans la seconde position d’engrenage, par le biais du fonctionnement de l’embrayage à plateau de pression 18, la puissance introduite par l’arbre d’entrée 10 est redirigée vers l’arbre de sortie 13 par biais du second engrenage d'entrée 12 et du second engrenage de sortie 15.
Cependant, le mécanisme de transmission 1 équipé avec l’embrayage à une voie 17 et l’embrayage à plateau de pression 18 est difficile à miniaturiser étant donné que les embrayages sont encombrants et se composent de nombreux composants. De plus, les fonctionnements de l’embrayage à une voie 17 et de l’embrayage à plateau de pression 18 impliquent le contact direct avec d’autres composants, conduisant à une usure inévitable et nécessitant un remplacement périodique, ce qui pose des difficultés pour les véhicules électriques qui dépendent des moteurs au titre de leur source de puissance.
Par conséquent, les véhicules électriques émergents mettent l’accent sur la conception des transmissions « sans embrayage », ayant pour but de minimiser les chocs de changement de vitesse et de réduire le bruit d’impact des engrenages. Un objet de la divulgation est de proposer un procédé et un système pour commander un système de transmission d’un véhicule électrique. Le procédé et le système sont prévus pour optimiser le fonctionnement d’un système de transmission sans embrayage.
Selon la divulgation, on propose un procédé pour commander un système de transmission d’un véhicule électrique. Le véhicule électrique comprend une unité de commande, un moteur de puissance pour fournir la puissance pour la propulsion du véhicule, un capteur de position d’accélérateur afin de détecter une position d’une commande d’accélérateur du véhicule électrique et afin de générer et d’envoyer un signal de position d’accélérateur à l’unité de commande, et un dispositif de transmission. Le dispositif de transmission comprend un train d’engrenages, un mécanisme d’actionnement, un tambour de changement de vitesse et un moteur de changement de vitesse. Le train d’engrenages est raccordé au moteur de puissance pour transmettre la puissance à partir de ce dernier. Le mécanisme d’actionnement est raccordé au train d’engrenages. Le tambour de changement de vitesse est raccordé au mécanisme d’actionnement. Le moteur de changement de vitesse est raccordé au tambour de changement de vitesse pour commander un angle de rotation du tambour de changement de vitesse afin d’amener le mécanisme d’actionnement à effectuer le changement de vitesse. Le procédé comprend : une étape de détermination consistant à, grâce à l’unité de commande, recevoir l’information de vitesse de rotation qui indique une vitesse de rotation du moteur de puissance, et déterminer, sur la base de l’information de vitesse de rotation, s’il convient de commander le moteur de changement de vitesse pour qu’il réalise le changement de vitesse ; une étape de calcul consistant à, grâce à l’unité de commande, après avoir déterminé la commande du moteur de changement de vitesse pour qu’il réalise le changement de vitesse, calculer une force de torsion cible sur la base de l’information de vitesse de rotation et une force de torsion opérationnelle qui correspond au signal de position d’accélérateur et qui est actuellement produite par le moteur de puissance ; une étape d’activation de moteur de changement de vitesse consistant à, grâce à l’unité de commande, entraîner le fonctionnement du moteur de changement de vitesse pour qu’il démarre la rotation du tambour de changement de vitesse ; une étape de transition de puissance consistant à, grâce à l’unité de commande, commander le moteur de puissance pour qu’il fasse passer une sortie de force de torsion de la force de torsion opérationnelle à la force de torsion cible pour exécuter le changement de vitesse par rapport au train d’engrenages ; et une étape de récupération de puissance consistant à, grâce à l’unité de commande, commander le moteur de puissance pour qu’il fasse repasser la sortie de force de torsion de la force de torsion cible à la force de torsion opérationnelle.
Selon la divulgation, on propose un système de commande de transmission d’un véhicule électrique. Le véhicule électrique comprend un moteur de puissance pour fournir la puissance pour la propulsion du véhicule. Le système de commande de transmission comprend une unité de commande, un capteur de position d’accélérateur pour détecter une position d’une commande d’accélérateur du véhicule électrique et pour générer et envoyer un signal de position d’accélérateur à l’unité de commande, et un dispositif de transmission qui comprend un train d’engrenages, un mécanisme d’actionnement, un tambour de changement de vitesse et un moteur de changement de vitesse. Le train d’engrenages doit être raccordé au moteur de puissance pour transmettre la puissance à partir de ce dernier. Le mécanisme d’actionnement est raccordé au train d’engrenages. Le tambour de changement de vitesse est raccordé au mécanisme d’actionnement. Le moteur de changement de vitesse est raccordé au tambour de changement de vitesse pour commander un angle de rotation du tambour de changement de vitesse afin d’amener le mécanisme d’actionnement à réaliser le changement de vitesse. L’unité de commande est configurée pour (a) recevoir l’information de vitesse de rotation qui indique une vitesse de rotation du moteur de puissance, (b) déterminer, sur la base de l’information de vitesse de rotation, s’il convient de commander le moteur de changement de vitesse pour qu’il réaliser le changement de vitesse, (c) après avoir déterminé la commande du moteur de changement de vitesse pour qu’il réalise le changement de vitesse, calculer une force de torsion cible sur la base de l’information de vitesse de rotation et une force de torsion opérationnelle qui correspond au signal de position d’accélérateur et qui est actuellement produite par le moteur de puissance, et d) entraîner le fonctionnement du moteur de changement de vitesse pour démarrer la rotation du tambour de changement de vitesse afin de réaliser le changement de vitesse.
D’autres caractéristiques et avantages de la divulgation ressortiront plus clairement dans la description détaillée suivante du (des) mode(s) de réalisation en référence aux dessins joints. Il faut noter que différentes caractéristiques peuvent ne pas être dessinées à l’échelle.
La est une vue en coupe fragmentée illustrant un mécanisme de transmission classique d’un véhicule électrique.
La est un organigramme illustrant les étapes d’un mode de réalisation d’un procédé pour commander un système de transmission d’un véhicule électrique selon la présente divulgation.
La est une vue latérale schématique illustrant un scooter électrique selon certains modes de réalisation de la présente divulgation.
La est une vue en perspective illustrant un dispositif de transmission selon certains modes de réalisation de la présente divulgation.
La est une vue en coupe illustrant un train d’engrenages, un tambour de changement de vitesse et un mécanisme d’actionnement selon certains modes de réalisation de la présente divulgation.
La est un schéma de principe illustrant un premier mode de réalisation d’un système de commande de transmission selon la présente divulgation.
La est un graphique illustrant une relation entre une sortie de force de torsion et un angle de rotation du tambour de changement de vitesse avec le temps pendant le passage au rapport supérieur.
La est un graphique illustrant une relation entre une sortie de force de torsion et un angle de rotation du tambour de changement de vitesse avec le temps pendant le passage au rapport inférieur.
La est un schéma de principe illustrant un second mode de réalisation d’un système de commande de transmission selon la présente divulgation.
Avant que la divulgation ne soit décrite de manière plus détaillée, il faut noter que, lorsque cela est approprié, les numéros de référence ou les parties terminales des numéros de référence ont été répétés parmi les figures afin d’indiquer des éléments correspondants ou analogues, qui peuvent facultativement avoir des caractéristiques similaires.
Il faut noter ici, que par souci de clarté de la description, les termes spatialement relatifs tels que « haut », « bas », « supérieur », « inférieur, « sur », « au-dessus », « sur », « vers le bas », « vers le haut » et similaires peuvent être utilisés tout au long de la divulgation tout en faisant référence aux caractéristiques telles qu’illustrées sur les dessins. Les caractéristiques peuvent être orientées différemment (par exemple pivotées à 90 degrés ou dans d’autres orientations) et les termes spatialement relatifs utilisés ici peuvent être interprétés en conséquence.
En référence aux figures 2 et 3, un mode de réalisation d’un procédé pour commander un système de transmission d’un véhicule électrique est mis en œuvre par un premier mode de réalisation d’un système de commande de transmission du véhicule électrique selon la présente divulgation. Le premier mode de réalisation comprend une unité de commande 3 qui est une unité de commande modulaire et intégrée (par exemple un processeur, un microcontrôleur, etc.) et un dispositif de transmission 4 (voir la ) commandé par l’unité de commande 3. Comme illustré sur la , le véhicule électrique est illustré sous la forme d’un scooter électrique 2 qui comprend, en plus de l’unité de commande 3 et du dispositif de transmission 4, un moteur de puissance 21 pour fournir la puissance pour la propulsion du véhicule, une poignée d’accélérateur 22 montée sur un guidon du scooter électrique 2 pour être actionnée par un utilisateur, et un capteur de position de papillon des gaz (TPS) 23 relié à la poignée d’accélérateur 22. Il faut noter que, bien que le papillon des gaz soit un mécanisme utilisé sur les véhicules à essence et peut être absent sur les véhicules électriques, le terme « capteur de position de papillon des gaz » peut toujours être largement utilisé pour faire référence à un capteur de position d’accélérateur qui est configuré pour détecter une position d’une commande d’accélérateur (par exemple, la poignée d’accélérateur 22 dans le mode de réalisation illustratif) du véhicule électrique. Dans ce mode de réalisation, le TPS 23 est disposé pour détecter la rotation de la poignée d’accélérateur 22, et génère et envoie ainsi à l’unité de commande 3, un signal de tension (désigné comme étant un « signal de position d’accélérateur » ci-après) qui indique une position angulaire détectée de la poignée d’accélérateur 22, donc l’unité de commande 3 peut calculer, sur la base du signal de position d’accélérateur, une force de torsion opérationnelle (ou couple) qui est actuellement produite par le moteur de puissance 21.
En référence aux figures 3, 4 et 5, le dispositif de transmission 4 comprend un train d’engrenages 40, un mécanisme d’actionnement 43, un tambour de changement de vitesse 44, un capteur d’angle 45 et un moteur de changement de vitesse 46. Le train d’engrenages 40 est raccordé au moteur de puissance 21 pour transmettre la puissance à partir de ce dernier. Le mécanisme d'actionnement 43 est raccordé au train d'engrenages 40. Le tambour de changement de vitesse 44 est raccordé au mécanisme d'actionnement 43. Le capteur d’angle 45 est espacé du tambour de changement de vitesse 44 et est disposé pour détecter un angle de rotation du tambour de changement de vitesse 44 et pour produire l’information d’angle qui indique l’angle de rotation détecté. Le moteur de changement de vitesse 46 est raccordé au tambour de changement de vitesse 44 afin de commander l’angle de rotation du tambour de changement de vitesse 44 pour amener le mécanisme d'actionnement 43 à réaliser le changement de vitesse. Dans certains modes de réalisation, le moteur de changement de vitesse 46 peut être, par exemple, un moteur pas à pas, mais la présente divulgation n’est pas limitée à cet égard. Le train d'engrenages 40 comprend un ensemble d’arbre d’entrée 41 et un ensemble d’arbre de sortie 42 qui est relié à l’ensemble d’arbre d’entrée 41. L’ensemble d’arbre d’entrée 41 comprend un corps d’arbre 410, un premier engrenage d’entrée 411 emmanché sur le corps d’arbre 410, un second engrenage d’entrée 412 emmanché sur le corps d’arbre 410 et espacé du premier engrenage d’entrée 411. L’ensemble d’arbre de sortie 42 comprend une tige d’arbre 420, un premier engrenage de sortie 421 emmanché sur la tige d’arbre 420 et s’engrenant avec le premier engrenage d’entrée 411, et un second engrenage de sortie 422 emmanché sur la tige d’arbre 420 et s’engrenant avec le second engrenage d’entrée 412. Le mécanisme d'actionnement 43 comprend une glissière 431 qui a plusieurs dents de crabot 439, et une fourche de changement de vitesse 432 qui est raccordée entre la glissière 431 et le tambour de changement de vitesse 44. La fourche de changement de vitesse 432 peut être actionnée pour déplacer la glissière 431 entre une première position d’engrenage dans laquelle les dents de crabot 439 sont mises en prise avec ou couplées au premier engrenage de sortie 421 par insertion dans des ouvertures 4211 qui sont formées dans le premier engrenage de sortie 421 vers l’intérieur d’un rebord du premier engrenage de sortie 421 et une seconde position d’engrenage dans laquelle les dents de crabot 439 sont mises en prise avec ou couplées au second engrenage de sortie 422 par insertion dans des ouvertures 4221 qui sont formées dans le second engrenage de sortie 422 vers l’intérieur d’un rebord du second engrenage de sortie 422. Dans ce mode de réalisation, le scooter électrique 2 est illustré pour pouvoir fonctionner entre les deux positions d’engrenage mentionnées ci-dessus, mais la présente divulgation n’est pas limitée à cet égard.
En référence à la , le tambour de changement de vitesse 44 comprend un arbre de tambour 441, deux éléments de limitation 442, un manchon externe 443, deux plaques de blocage 444, deux éléments de positionnement 445 et deux ressorts 446. Les éléments de limitation 442 sont positionnés sur l’arbre de tambour 441 et espacés l’un de l’autre dans une direction axiale de l’arbre de tambour 441. Le manchon externe 443 est emmanché sur l’arbre de tambour 441, est mobile entre les éléments de limitation 442 dans la direction axiale de l’arbre de tambour 441, et est formé avec une rainure hélicoïdale 4431 dans sa surface externe. La fourche de changement de vitesse 432 du mécanisme d'actionnement 43 s’étend dans la rainure hélicoïdale 4431, donc le manchon externe 443 applique une force dans la direction axiale de l’arbre de tambour 441 sur le mécanisme d'actionnement 43 lorsque le tambour de changement de vitesse 44 tourne. Les plaques de blocage 444 sont emmanchées sur l’arbre de tambour 441, sont respectivement disposées au niveau des côtés externes des éléments de limitation 442, et sont mobiles dans la direction axiale de l’arbre de tambour 441. Les éléments de positionnement 445 sont emmanchés sur l’arbre de tambour 441, et sont respectivement disposés au niveau des côtés externes des plaques de blocage 444. Les ressorts 446 sont respectivement disposés sur les côtés opposés du manchon externe 443. Chacun des ressorts 446 est disposé entre une paire adjacente respective composée de l’élément de positionnement 445 et de la plaque de blocage 444 qui sont disposés au niveau d’un côté respectif des éléments de limitation 442 (le côté gauche des éléments de limitation 442 pour un ressort 446, et le côté droit des éléments de limitation 442 pour l’autre ressort 446, d’après la perspective de la ). La configuration des ressorts 446 permet au tambour de changement de vitesse 44 de tourner alors que le mécanisme d'actionnement 43 est fermement mis en prise avec le premier engrenage de sortie 421 ou le second engrenage de sortie 422. Lorsque le tambour de changement de vitesse 44 tourne, alors que le mécanisme d'actionnement 43 est fermement mis en prise avec le premier engrenage de sortie 421 ou le second engrenage de sortie 422, le manchon externe 443 se déplace dans la direction axiale du tambour de changement de vitesse 441 et pousse l’une des plaques de blocage 444, amenant un ressort 446 correspondant à accumuler la force de rappel élastique jusqu’à ce que le mécanisme d'actionnement 43 soit libéré de la mise en prise avec le premier engrenage de sortie 421 ou le second engrenage de sortie 422, par exemple, par un changement d’une sortie de force de torsion du moteur de puissance 21. En outre, les ressorts 446 accumulent également la force de rappel élastique lorsque la glissière 431 du mécanisme d'actionnement 43 n’est pas précisément initialement mise en prise avec le premier engrenage de sortie 421 ou le second engrenage de sortie 422 et la force de rappel élastique accumulée pousse les dents de crabot 439 dans les ouvertures 4211 ou 4221 une fois que le premier engrenage de sortie 421 ou le second engrenage de sortie 422 tourne dans une bonne position. Une telle configuration peut empêcher le mécanisme d'actionnement 43 de rester dans une position imprécise, réduisant ainsi efficacement les collisions entre le mécanisme d'actionnement 43 et le premier engrenage de sortie 421 ou le second engrenage de sortie 422, réduisant le bruit généré par les collisions et optimisant la fluidité du changement de vitesse.
En référence aux figures 2, 6 et 7, le mode de réalisation du procédé comprend une étape de détermination 61, une étape de calcul 62, une étape d’activation de moteur de changement de vitesse 63, une étape de transition de puissance 64 et une étape de récupération de puissance 65 qui sont agencées dans la séquence donnée. L’unité de commande 3 est électriquement raccordée au moteur de puissance 21, au TPS 23, au capteur d’angle 45 et au moteur de changement de vitesse 4. Dans l’exemple suivant qui est utilisé pour expliquer le mode de réalisation du procédé, le mécanisme d'actionnement 43 est entraîné par le tambour de changement de vitesse 44 pour passer de la première position d’engrenage à la seconde position d’engrenage. Sur la , l’angle de rotation du tambour de changement de vitesse 44 est compris entre les angles qui correspondent respectivement à la première position d’engrenage et à la seconde position d’engrenage et n’est pas présenté avec les valeurs exactes.
A l’étape de détermination 61, l’unité de commande 3 reçoit l’information de vitesse de rotation qui indique la vitesse de rotation du moteur de puissance 21, et compare la vitesse de rotation telle qu’indiquée dans l’information de vitesse de rotation avec au moins un seuil prédéterminé de vitesse de rotation, afin de déterminer s’il convient de commander le moteur de changement de vitesse 46 du dispositif de transmission 4 pour qu’il tourne afin de changer de vitesse. De manière détaillée, suite à la détermination que la vitesse de rotation du moteur de puissance 21 est supérieure à un seuil de vitesse de rotation de passage au rapport supérieur (par exemple, 5000 tours par minute), l’unité de commande 3 commande le moteur de changement de vitesse 46 pour qu’il tourne afin de passer au rapport supérieur. Suite à la détermination que la vitesse de rotation du moteur de puissance 21 est inférieure à un seuil de vitesse de rotation de passage au rapport inférieur (par exemple, 3000 tours par minute), l’unité de commande 3 commande le moteur de changement de vitesse 46 pour qu’il réalise le passage au rapport inférieur. Ci-après, on décrit les étapes successives dans le cas dans lequel la vitesse de rotation du moteur de puissance 21 est supérieure au seuil de vitesse de rotation de passage au rapport supérieur et ainsi le passage au rapport supérieur doit être réalisé. Il faut noter que le seuil de vitesse de rotation de passage au rapport supérieur et le seuil de vitesse de rotation de passage au rapport inférieur peuvent être les mêmes ou différents, en fonction du type du scooter électrique 2 (comme illustré sur la ), ou les caractéristiques de sortie de puissance du moteur de puissance 21. Lorsque l’unité de commande 3 détermine la commande du moteur de changement de vitesse 46 pour réaliser le changement de vitesse, le flux se dirige vers l’étape de calcul 62.
A l’étape de calcul 62, l’unité de commande 3 remplace la vitesse de rotation du moteur de puissance 21 et la force de torsion opérationnelle qui correspond au signal de position d’accélérateur produit par le TPS 23 et qui est actuellement produite par le moteur de puissance 21 dans une formule qui est conçue au préalable sur la base des paramètres du scooter électrique 2, afin de calculer une force de torsion cible qui est inférieure à la force de torsion opérationnelle (dans le cas du passage au rapport supérieur), une période de transition de puissance T1 et une période de récupération de puissance T2. Par exemple, dans certains modes de réalisation, une longueur de la période de transition de puissance T1 peut être une constante prédéterminée qui est réalisée pour minimiser le temps requis pour le changement de vitesse ; et dans certains modes de réalisation, étant donné qu’une plus petite vitesse de rotation du moteur de puissance 21 mène à une plus grande sortie de force de torsion du moteur de puissance 21, la période de récupération de puissance T2 peut être conçue pour être négativement corrélée à la vitesse de rotation du moteur de puissance 21 (à savoir, plus la vitesse de rotation est petite, plus la période de récupération de puissance T2 est importante), afin de permettre plus de temps pour qu’une sortie de force de torsion supérieure change en douceur, réduisant ainsi les chocs de changement de vitesse provenant d’un changement rapide de la sortie de force de torsion du moteur de puissance 21. Cependant, cette divulgation n’est pas limitée à cela.
A l’étape d’activation de moteur de changement de vitesse 63, l’unité de commande 3 commence à entraîner le fonctionnement du moteur de changement de vitesse 46 afin de commencer la rotation du tambour de changement de vitesse 44, reçoit l’information d’angle du capteur d’angle 45 afin de déterminer si le moteur de changement de vitesse 46 a été précisément entraîné en rotation dans une position cible et garantit la commande du tambour de changement de vitesse 44 pendant la rotation entre une première position angulaire d’engrenage et une seconde position angulaire d’engrenage. Dans le cas du passage au rapport supérieur, comme illustré sur la , le moteur de changement de vitesse 46 est entraîné pour faire tourner le tambour de changement de vitesse 44 de la première position angulaire d’engrenage à la seconde position angulaire d’engrenage.
L’étape de transition de puissance 64 est réalisée avec une première période de délai D1 après le commencement de l’étape d’activation de moteur de changement de vitesse 63. A l’étape de transition de puissance 64, l’unité de commande 3 commande le moteur de puissance 21 pour qu’il fasse passer la sortie de force de torsion de la force de torsion opérationnelle à la force de torsion cible pendant la période de transition de puissance T1, afin de permettre le dégagement entre le mécanisme d’actionnement 43 et le premier engrenage de sortie 421 ou le second engrenage de sortie 422, et pour exécuter le changement de vitesse par rapport au train d’engrenages 40. Dans le cas du passage au rapport supérieur, étant donné que la force de torsion cible est inférieure à la force de torsion opérationnelle, la sortie de force de torsion est réduite de la force de torsion opérationnelle à la force de torsion cible pendant la période de transition de puissance T1. Etant donné que l’étape d’activation de moteur de changement de vitesse 63 est réalisée avant l’étape de transition de puissance 64, le tambour de changement de vitesse 44 peut tourner dans une position angulaire cible plus tôt, afin de réduire le temps nécessaire pour la transition de puissance, et les chocs de changement de vitesse peuvent être minimisés. En référence aux figures 5, 6 et 7, la période de transition de puissance T1 qui a été calculée au préalable est conçue pour traiter des situations dans lesquelles le mécanisme d'actionnement 43 ne se met pas en prise immédiatement ni précisément avec le second engrenage de sortie 422 et représente une longueur appropriée de temps qui est calculée en prenant en considération un effet tampon temporaire obtenu par les ressorts 446 du tambour de changement de vitesse 44, pour que le moteur de puissance 21 fasse passer sa sortie de force de torsion de la force de torsion opérationnelle à la force de torsion cible. En utilisant la période de transition de puissance T1, un mécanisme qui est similaire à un mécanisme de changement de vitesse rapide sans avoir besoin d’embrayage, est créé, ce qui permet l’achèvement du changement de la sortie de force de torsion dans un bon intervalle de temps, minimisant ainsi les chocs de changement de vitesse et réduisant le bruit généré par les impacts entre le mécanisme d'actionnement 43 et le train d’engrenages 40.
En référence aux figures 2, 5 et 7, l’étape de récupération de puissance 65 est réalisée avec une seconde période de délai D2 après achèvement de la rotation du tambour de changement de vitesse 44 lors du changement de vitesse. A l’étape de récupération de puissance 65, l’unité de commande 3 commande le moteur de puissance 21 pour qu’il fasse repasser la sortie de force de torsion de la force de torsion cible à la force de torsion opérationnelle pendant la période de récupération de puissance T2. C'est-à-dire que l’étape de récupération de puissance 65 est exécutée après que le tambour de changement de vitesse 44 a terminé sa rotation, qui est démarrée par le moteur de changement de vitesse 46 à l’étape d’activation de moteur de changement de vitesse 63, avec un délai supplémentaire de la seconde période de délai D2. Ceci peut garantir que le mécanisme d'actionnement 43 est correctement mis en prise avec le second engrenage de sortie 422 avant que le moteur de puissance 21 commence à augmenter la sortie de force de torsion à la force de torsion opérationnelle dans une longueur de temps appropriée (c'est-à-dire la période de récupération de puissance T2). En utilisant la période de récupération de puissance T2, un mécanisme qui est similaire à un mécanisme de changement de vitesse rapide sans avoir besoin d’embrayage, est créé, ce qui permet l’achèvement du changement de la sortie de force de torsion dans un intervalle de temps correct, minimisant ainsi les chocs de changement de vitesse et réduisant le bruit généré par les impacts entre le mécanisme d'actionnement 43 et le train d’engrenages 40.
En référence aux figures 2, 6 et 8, lorsque le premier mode de réalisation du système de commande de transmission réalise le passage au rapport inférieur, le moteur de changement de vitesse 46 entraîne le tambour de changement de vitesse 44 pour qu’il tourne dans une direction opposée par rapport au passage au rapport supérieur, donc une tendance de changement de l’angle de rotation du tambour de changement de vitesse 44 représenté sur la est opposée à celle représentée sur la et une tendance de changement de la sortie de force de torsion est également différente. De plus, par rapport au passage au rapport inférieur, les paramètres pour calculer la période de transition de puissance T1, la période de récupération de puissance T2 et la force de torsion cible diffèrent naturellement de celles du passage au rapport supérieur, et sont utilisées pour concevoir une formule prédéterminée destinée à être utilisée à l’étape de calcul 62. De manière détaillée, dans un cas dans lequel le passage au rapport inférieur doit être réalisé, l’unité de commande 3 acquiert l’information concernant la vitesse de rotation du moteur de puissance 21 et la force de torsion opérationnelle qui est actuellement produite par le moteur de puissance 21 et calcule une force de torsion cible qui est supérieure à la force de torsion opérationnelle en conséquence à l’étape de calcul 62 et réalise les étapes 63, 64 et 65 successives, comme décrit pour le passage au rapport supérieur, obtenant ainsi le changement de vitesse rapide et minimisant les chocs de changement de vitesse.
En référence aux figures 2, 3 et 9, on représente un second mode de réalisation d’un système de commande de transmission d’un véhicule électrique selon la présente divulgation afin de différer du premier mode de réalisation en ce que l’unité de commande 3 du second mode de réalisation comprend une unité de commande de véhicule (VCU) 31 qui est raccordée au moteur de changement de vitesse 46, et une unité de commande de moteur (MCU) 32 qui est raccordée à la VCU 31 et au moteur de puissance 21. En d’autres termes, dans le premier mode de réalisation tel qu’illustré sur la , l’unité de commande 3 est une unité de commande modulaire unique qui intègre les fonctionnalités de la VCU 31 et de la MCU 32, alors que dans le second mode de réalisation, tel qu’illustré sur la , l’unité de commande 3 comprend la VCU 31 et la MCU 32 qui sont des composants séparés en communication entre eux.
Dans le second mode de réalisation, la MCU 32 est utilisée pour commander le moteur de puissance 21, acquiert la vitesse de rotation du moteur de puissance 21 et génère et transmet l’information de vitesse de rotation à la VCU 31. La VCU 31 réalise, comme représenté sur la , l’étape de détermination 61, l’étape de calcul 62, l’étape d’activation de moteur de changement de vitesse 63, l’étape de transition de puissance 64 et l’étape de récupération de puissance 65. La VCU 31 reçoit également le signal de position d’accélérateur qui est transmis par le TPS 23 et transmet une commande de couple qui correspond à l’opération appliquée sur la poignée d’accélérateur 22, à la MCU 32, commandant ainsi le fonctionnement du moteur de puissance 21.
Dans le second mode de réalisation, la VCU 31 reçoit l’information de vitesse de rotation de la MCU 32 et détermine s’il convient de commander le moteur de changement de vitesse 46 pour qu’il réalise le changement de vitesse. La VCU 31 sert d’unité de commande 3 du premier mode de réalisation en ce qu’il calcule la force de torsion cible sur la base de l’information de vitesse de rotation et la force de torsion opérationnelle qui correspond au signal de position d’accélérateur et qui est actuellement produit par le moteur de puissance 21. Afin d’obtenir un changement de vitesse en douceur et réduire les chocs de changement de vitesse comme cela peut être fait dans le premier mode de réalisation, la VCU 31 calcule également la période de transition de puissance T1 et la période de récupération de puissance T2, où la période de transition de puissance T1 est agencée pour commencer après que la première période de délai D1 s’est écoulée étant donné que l’unité de commande 3 démarre la rotation du moteur de changement de vitesse 46, et la seconde période de délai D2 est insérée après l’achèvement de la rotation du tambour de changement de vitesse 44 et avant la période de récupération de puissance T2 pour garantir que la mise en prise entre le jeu d’engrenages 40 et le mécanisme d'actionnement 43 est terminée. En d’autres termes, les fonctions à réaliser par l’unité de commande 3 sont déployées à la VCU 31 et à la MCU 32 dans le second mode de réalisation, en fonction de l’objet à commander (par exemple, le moteur de puissance 21 ou le moteur de changement de vitesse 46). Pour cette raison, le second mode de réalisation du système de commande de transmission peut obtenir les mêmes effets que ceux qui peuvent être obtenus par le premier mode de réalisation du système de commande de transmission, tels que le changement de vitesse en douceur, la minimisation des chocs de changement de vitesse, la réduction du bruit généré par les impacts entre les composants mécaniques pendant le changement de vitesse, etc.
Pour résumer, dans le procédé ou le système pour commander un système de transmission d’un véhicule électrique selon la présente divulgation, l’unité de commande 3 du premier mode de réalisation ou de la VCU 31 du second mode de réalisation est configurée pour réaliser l’étape de détermination 61, l’étape de calcul 62, l’étape d’activation de moteur de changement de vitesse 63, l’étape de transmission de puissance 64 et l’étape de récupération de puissance 65, obtenant ainsi le changement de vitesse en douceur et la minimisation des chocs de changement de vitesse même si le dispositif de transmission 4 ne comprend pas d’embrayage.
Dans la description ci-dessus, à des fins d’explication, de nombreux détails spécifiques ont été présentés afin de fournir une compréhension approfondie du (des) mode(s) de réalisation. Il ressortira cependant clairement, pour l’homme du métier, qu’un ou plusieurs autres modes de réalisation peuvent être mis en pratique sans certains de ces détails spécifiques. Il faut également noter que la référence, tout au long du présent mémoire, à « un mode de réalisation », « un mode de réalisation », un mode de réalisation avec une indication d’un nombre ordinal et ainsi de suite signifie qu’un élément particulier, structure ou caractéristique particulière peut être inclus dans la pratique de la divulgation. Il faut en outre noter que dans la description, différentes caractéristiques sont parfois groupées dans un seul mode de réalisation, figure ou leur description pour le but de rationaliser la divulgation et d’aider la compréhension des différents aspects de l’invention ; ceci ne signifie pas que chacune de ces caractéristiques doit être mise en pratique en présence de toutes les autres caractéristiques. En d’autres termes, dans l’un quelconque des modes de réalisation décrits, lorsque la mise en œuvre d’une ou de plusieurs caractéristiques ou détails spécifiques n’affecte pas la mise en œuvre d’une autre ou de plusieurs autres caractéristiques ou détails spécifiques, lesdites une ou plusieurs caractéristiques peuvent être distinguées et mises en pratique seules sans lesdites une ou plusieurs autres caractéristiques ou détails spécifiques. Il faut en outre noter qu’une ou plusieurs caractéristiques ou détails spécifiques d’un mode de réalisation peuvent être mis(es) en pratique conjointement avec une ou plusieurs caractéristiques ou détails spécifiques d’un autre mode de réalisation, lorsque cela est approprié, dans la pratique de la divulgation.

Claims (15)

  1. Procédé pour commander un système de transmission d’un véhicule électrique (2), le véhicule électrique (2) comprenant une unité de commande (3), un moteur de puissance (21) pour fournir la puissance pour la propulsion du véhicule, un capteur de position d’accélérateur (23) afin de détecter une position d’une commande d’accélérateur du véhicule électrique (2) et afin de générer et d’envoyer un signal de position d’accélérateur à l’unité de commande (3), et un dispositif de transmission (4),
    le dispositif de transmission (4) comprenant :
    un train d’engrenages (40) qui est raccordé au moteur de puissance (21) pour transmettre la puissance à partir de ce dernier ;
    un mécanisme d'actionnement (43) qui est raccordé au train d’engrenages (40) ;
    un tambour de changement de vitesse (44) qui est raccordé au mécanisme d'actionnement (43) ; et
    un moteur de changement de vitesse (46) qui est raccordé au tambour de changement de vitesse (44) pour commander un angle de rotation du tambour de changement de vitesse (44) pour amener le mécanisme d'actionnement (43) à réaliser le changement de vitesse,
    ledit procédé étant caractérisé par :
    une étape de détermination consistant à, grâce à l’unité de commande (3), recevoir l’information de vitesse de rotation qui indique une vitesse de rotation du moteur de puissance (21), et déterminer, sur la base de l’information de vitesse de rotation, s’il convient de commander le moteur de changement de vitesse (46) pour qu’il réalise le changement de vitesse ;
    une étape de calcul consistant à, grâce à l’unité de commande (3), après la détermination de commander le moteur de changement de vitesse (46) pour qu’il réalise le changement de vitesse, calculer une force de torsion cible sur la base de l’information de vitesse de rotation et une force de torsion opérationnelle qui correspond au signal de position d’accélérateur et qui est actuellement produite par le moteur de puissance (21) ;
    une étape d’activation de moteur de changement de vitesse consistant à, grâce à l’unité de commande (3), entraîner le fonctionnement du moteur de changement de vitesse (46) pour démarrer la rotation du tambour de changement de vitesse (44) ;
    une étape de transition de puissance consistant à, grâce à l’unité de commande (3), commander le moteur de puissance (21) pour faire passer une sortie de force de torsion de la force de torsion opérationnelle à la force de torsion cible pour exécuter le changement de vitesse par rapport au train d’engrenages (40) ; et
    un étape de récupération de puissance consistant à, grâce à l’unité de commande (3), commander le moteur de puissance (21) pour faire repasser la sortie de force de torsion de la force de torsion cible à la force de torsion opérationnelle.
  2. Procédé selon la revendication 1, le tambour de changement de vitesse (44) comprenant un arbre de tambour (441), un manchon externe (443) qui est emmanché sur l’arbre de tambour (441) et qui est mobile dans une direction axiale de l’arbre de tambour (441), et deux ressorts (446) qui sont respectivement disposés au niveau des côtés opposés du manchon externe (443), dans lequel l’étape de transition de puissance est réalisée avec une première période de délai après l’étape d’activation de moteur de changement de vitesse et à l’étape de récupération de puissance, la sortie de force de torsion commence à faire repasser la force de torsion cible à la force de torsion opérationnelle avec une seconde période de délai après l’achèvement de la rotation du tambour de changement de vitesse (44) lors du changement de vitesse.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel, à l’étape de calcul, l’unité de commande (3) calcule en outre une période de transition de puissance et une période de récupération de puissance ;
    dans lequel, à l’étape de transition de puissance, l’unité de commande (3) commande le moteur de puissance (21) pour qu’il fasse passer la sortie de force de torsion à la force de torsion cible dans la période de transition de puissance ; et
    dans lequel, à l’étape de récupération de puissance, l’unité de commande (3) commande le moteur de puissance (21) pour qu’il fasse passer la sortie de force de torsion à la force de torsion opérationnelle dans la période de récupération de puissance.
  4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, le train d’engrenages (40) du dispositif de transmission (4) comprenant :
    un ensemble d’arbre d’entrée (41) qui comprend :
    un corps d’arbre (410), un premier engrenage d'entrée (411) emmanché sur le corps d’arbre (410), et
    un second engrenage d'entrée (412) emmanché sur le corps d’arbre (410) et espacé du premier engrenage d'entrée (411) ; et
    un ensemble d’arbre de sortie (42) qui comprend :
    une tige d’arbre (420),
    un premier engrenage de sortie (421) emmanché sur la tige d’arbre (420) et s’engrenant avec le premier engrenage d'entrée (411), et
    un second engrenage de sortie (422) emmanché sur la tige d’arbre (420) et s’engrenant avec le second engrenage d'entrée (412),
    le mécanisme d'actionnement (43) étant mobile entre une première position d’engrenage dans laquelle le mécanisme d'actionnement (43) est couplé au premier engrenage de sortie (412), et une seconde position d’engrenage dans laquelle le mécanisme d'actionnement (43) est couplé au second engrenage de sortie (422) ;
    dans lequel, à l’étape de détermination, l’unité de commande (3) détermine la commande du moteur de changement de vitesse (46) pour qu’il réalise le passage au rapport supérieur lorsque la vitesse de rotation du moteur de puissance (21) est supérieure à un seuil de vitesse de rotation de passage au rapport supérieur.
  5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel, à l’étape de détermination, l’unité de commande (3) détermine de commander le moteur de changement de vitesse (46) pour qu’il réalise le passage au rapport inférieur lorsque la vitesse de rotation du moteur de puissance (21) est inférieure à un seuil de vitesse de rotation de passage au rapport inférieur.
  6. Procédé selon la revendication 1 ou 2, le dispositif de transmission (4) comprenant en outre un capteur d’angle (45) qui est espacé du tambour de changement de vitesse (44) et qui est disposé pour détecter un angle de rotation du tambour de changement de vitesse (44) et pour produire l’information d’angle qui indique l’angle de rotation du tambour de changement de vitesse (44),
    dans lequel, à l’étape d’activation de moteur de changement de vitesse, l’unité de commande (3) reçoit l’information d’angle et détermine s’il convient que le moteur de changement de vitesse (46) tourne dans une position précise.
  7. Procédé selon la revendication 1 ou 2, l’unité de commande (3) comprenant une unité de commande de véhicule (31) qui est raccordée au moteur de changement de vitesse (46) du dispositif de transmission (4), et une unité de commande de moteur (32) qui est raccordée à l’unité de commande de véhicule et au moteur de puissance (21).
  8. Système de commande de transmission d’un véhicule électrique (2), le véhicule électrique (2) comprenant un moteur de puissance (21) pour fournir la puissance pour la propulsion du véhicule, ledit système de commande de transmission étant caractérisé par :
    une unité de commande (3) ;
    un capteur de position d’accélérateur (23) pour détecter une position d’une commande d’accélérateur du véhicule électrique (2) et pour générer et envoyer un signal de position d’accélérateur à ladite unité de commande (3) ; et
    un dispositif de transmission (4) comprenant :
    un train d’engrenages (40) qui doit être raccordé au moteur de puissance (21) pour transmettre la puissance à partir de ce dernier ;
    un mécanisme d'actionnement (43) qui est raccordé audit train d’engrenages (40) ;
    un tambour de changement de vitesse (44) qui est raccordé audit mécanisme d'actionnement (43) ; et
    un moteur de changement de vitesse (46) qui est raccordé audit tambour de changement de vitesse (44) pour commander un angle de rotation dudit tambour de changement de vitesse (44) pour amener ledit mécanisme d'actionnement (43) à réaliser le changement de vitesse,
    dans lequel ladite unité de commande (3) est configurée pour :
    recevoir l’information de vitesse de rotation qui indique une vitesse de rotation du moteur de puissance (21),
    déterminer, sur la base de l’information de vitesse de rotation, s’il convient de commander ledit moteur de changement de vitesse (46) pour qu’il réalise le changement de vitesse,
    après avoir déterminé de commander ledit moteur de changement de vitesse (46) pour qu’il réalise le changement de vitesse, calculer une force de torsion cible sur la base de l’information de vitesse de rotation et une force de torsion opérationnelle qui correspond au signal de position d’accélérateur et qui est actuellement produite par le moteur de puissance (21), et
    entraîner le fonctionnement dudit moteur de changement de vitesse (46) pour démarrer la rotation du tambour de changement de vitesse (44) afin de réaliser le changement de vitesse.
  9. Système de commande de transmission selon la revendication 8, dans lequel ladite unité de commande (3) est en outre configurée pour calculer une période de transition de puissance et une période de récupération de puissance, pour commander le moteur de puissance (21) afin qu’il fasse passer la sortie de force de torsion de la force de torsion opérationnelle à la force de torsion cible dans la période de transition de puissance pendant le changement de vitesse, et pour commander le moteur de puissance (21) afin qu’il fasse repasser la sortie de force de torsion de la force de torsion cible à la force de torsion opérationnelle dans la période de récupération de puissance après l’achèvement de la rotation dudit tambour de changement de vitesse (44) lors du changement de vitesse.
  10. Système de commande de transmission selon la revendication 8 ou 9, dans lequel ladite unité de commande (3) comprend une unité de commande de véhicule (31) qui est raccordée audit moteur de changement de vitesse (46) dudit dispositif de transmission (4), et une unité de commande de moteur (32) qui est raccordée à ladite unité de commande de véhicule (31) et au moteur de puissance (21).
  11. Système de commande de transmission selon la revendication 10, dans lequel ladite unité de commande de véhicule (31) est configurée pour recevoir l’information de vitesse de rotation qui indique une vitesse de rotation du moteur de puissance (21) et pour déterminer, sur la base de l’information de vitesse de rotation, s’il convient de commander le moteur de changement de vitesse (46) pour qu’il réalise le changement de vitesse ;
    dans lequel ladite unité de commande de véhicule (31) est en outre configurée pour, suite à la détermination de la commande dudit moteur de changement de vitesse (46) pour qu’il réalise le changement de vitesse, calculer la force de torsion cible sur la base de l’information de vitesse de rotation et la force de torsion opérationnelle qui est actuellement produite par le moteur de puissance (21) ; et
    dans lequel ladite unité de commande de moteur (32) est configurée pour acquérir la vitesse de rotation du moteur de puissance (32) et pour générer et transmettre l’information de vitesse de rotation à ladite unité de commande de véhicule (31).
  12. Système de commande de transmission selon la revendication 11, dans lequel ladite unité de commande de véhicule (31) est en outre configurée pour calculer une période de transition de puissance et une période de récupération de puissance, afin de commander le moteur de puissance (21) pour qu’il fasse passer une sortie de force de torsion de la force de torsion opérationnelle à la force de torsion cible dans la période de transition de puissance pendant le changement de vitesse, et afin de commander le moteur de puissance (21) pour qu’il fasse repasser la sortie de force de torsion de la force de torsion cible à la force de torsion opérationnelle dans la période de récupération de puissance après l’achèvement de la rotation dudit tambour de changement de vitesse (44) lors du changement de vitesse.
  13. Système de commande de transmission selon la revendication 9 ou 12, dans lequel ladite unité de commande (3) est configurée pour démarrer la rotation dudit moteur de changement de vitesse (46) avant la période de transition de puissance selon une période prédéterminée de temps.
  14. Système de commande de transmission selon la revendication 9 ou 12, dans lequel ladite unité de commande (3) est configurée pour démarrer la période de récupération de puissance avec une période de délai prédéterminée après l’achèvement de la rotation dudit tambour de changement de vitesse (44) lors du changement de vitesse, afin de garantir que la mise en prise entre ledit train d’engrenages (40) et ledit mécanisme d'actionnement (43) est terminée.
  15. Système de commande de transmission selon la revendication 8 ou 9, dans lequel ledit mécanisme d'actionnement (43) dudit dispositif de transmission (4) comprend une glissière (431) qui a plusieurs dents de crabot (439), et une fourche de changement de vitesse (432) qui est raccordée entre ladite glissière (431) et ledit tambour de changement de vitesse (44).
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