WO2018178526A1

WO2018178526A1 - Method for controlling the torque transmitted to the wheels of an electric or hybrid vehicle depending on the allowable regenerative torque

Info

Publication number: WO2018178526A1
Application number: PCT/FR2018/050146
Authority: WO
Inventors: Loïc LE ROY
Original assignee: Renault S.A.S; Nissan Motor Co. Ltd
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2018-01-22
Publication date: 2018-10-04
Also published as: JP7140770B2; CN110753649A; CN110753649B; BR112019018940A2; FR3064574B1; FR3064574A1; KR102267583B1; JP2020516214A; EP3601004A1; KR20190123302A

Abstract

A method for controlling the torque transmitted to the wheels of a vehicle comprising an electric machine, based on the interpretation of the position of the accelerator pedal moved by the driver between a released position and a fully depressed position over a depression stroke consisting of an upper zone, in which the position of the pedal determines a negative torque setpoint, and a lower zone that follows the former in the direction of depression, in which the position of the pedal determines a positive torque setpoint, the transition position between these two zones being a neutral point corresponding to a torque setpoint of zero, characterised in that the position of the neutral point is moved depending on the regenerative torque allowed by the vehicle.

Description

PROCEDE DE COMMANDE DU COUPLE TRANSMIS AUX ROUES D'UN VEHICULE ELECTRIQUE OU HYBRIDE EN FONCTION DU COUPLE REGENERATIF METHOD OF CONTROLLING THE TORQUE TRANSMITTED TO THE WHEELS OF AN ELECTRIC OR HYBRID VEHICLE BASED ON THE REGENERATIVE TORQUE

ADMISSIBLE ELIGIBLE

La présente invention concerne la commande du couple à la roue, sur les véhicules électriques ou hybrides. The present invention relates to the control of torque to the wheel, on electric vehicles or hybrids.

Plus précisément, elle a pour objet un procédé de commande du couple transmis aux roues d'un véhicule comportant une machine électrique, reposant sur l'interprétation de la position de la pédale d'accélération déplacée par le conducteur entre une position de relâchement et une position d'enfoncement pied à fond, sur une course d'enfoncement composée d'une zone supérieure, où la position de la pédale détermine une consigne de couple négative, et d'une zone inférieure faisant suite à celle-ci dans le sens de l'enfoncement, où la position de la pédale détermine une consigne de couple positive. La position de transition entre ces deux zones, est un point neutre, correspondant à une consigne de couple nulle. More specifically, it relates to a torque control method transmitted to the wheels of a vehicle comprising an electric machine, based on the interpretation of the position of the acceleration pedal moved by the driver between a release position and a depressing position foot down, on a driving stroke consisting of an upper zone, where the position of the pedal determines a negative torque setpoint, and a lower zone following it in the direction of depression, where the position of the pedal determines a positive torque setpoint. The transition position between these two zones is a neutral point, corresponding to a zero torque setpoint.

Le véhicule concerné peut être un véhicule strictement électrique, ou un véhicule hybride comportant dans ce cas au moins un moteur thermique et une machine électrique. The vehicle concerned may be a strictly electric vehicle, or a hybrid vehicle comprising in this case at least one heat engine and an electric machine.

Dans un véhicule hybride ou électrique, il est possible d'atteindre de forts niveaux de décélération, en utilisant uniquement les actionneurs de couple, moteur thermique et machine électrique. L'intérêt de la machine électrique pour le freinage, est la récupération d'énergie en décélération, lorsque le conducteur lève le pied. Plus la valeur de décélération est importante, plus la quantité d'énergie récupérée est importante. Malgré cela, il n'est pas toujours agréable d'avoir un véhicule trop fortement freineur, lorsqu'on lève le pied de la pédale d'accélérateur. Il est également avantageux de pouvoir moduler la décélération avec la pédale d'accélérateur. La décélération maximum peut être variable dans le temps. Pour assurer un bon agrément de conduite, quelle que soit la valeur maximum de régénération, il est utile de bien gérer l'interprétation de la pédale d'accélérateur, en fonction du niveau de régénération. L'agrément de conduite est un élément très important de l'appréciation générale des véhicules actuels. Ainsi, l'un des objectifs principaux des systèmes de contrôle automobile, est de rendre agréables les réactions du groupe motopropulseur . In a hybrid or electric vehicle, it is possible to achieve high levels of deceleration, using only the torque actuators, engine and electric machine. The interest of the electric machine for the braking, is the energy recovery in deceleration, when the driver raises the foot. The higher the deceleration value, the greater the amount of energy recovered. Despite this, it is not always nice to have a vehicle too much braking, when you lift your foot from the accelerator pedal. It is also advantageous to be able to modulate the deceleration with the accelerator pedal. The maximum deceleration can be variable in time. To ensure good driving comfort, regardless of the maximum regeneration value, it is useful to manage the interpretation of the accelerator pedal, depending on the level of regeneration. Driving pleasure is a very important element in the overall appreciation of current vehicles. Thus, one of the main objectives of automotive control systems is to make the powertrain reactions pleasant.

Dans un véhicule hybride, on dispose d'au moins deux actionneurs capables de fournir du couple à la roue. La demande du conducteur est satisfaite par la somme des couples fournis par la machine électrique et par le moteur thermique. Il est possible d'optimiser la consommation globale du GMP hybride, en répartissant la demande de couple du conducteur, de 100% électrique à 100% thermique . In a hybrid vehicle, there are at least two actuators capable of providing torque to the wheel. The driver's demand is satisfied by the sum of the torques provided by the electric machine and the heat engine. It is possible to optimize the overall consumption of the hybrid GMP, by distributing the driver's torque demand, from 100% electrical to 100% thermal.

Grâce à la machine électrique, il est également possible de récupérer de l'énergie en décélération. En effet, une machine électrique est réversible, et possède deux modes de fonctionnement, en moteur, et en générateur. Lorsque le conducteur lève le pied, le véhicule bénéficie du cumul de la décélération produite par les frottements du moteur thermique, et par la régénération de la machine électrique. Thanks to the electric machine, it is also possible to recover energy during deceleration. Indeed, an electric machine is reversible, and has two modes of operation, motor and generator. When the driver lifts his foot, the vehicle benefits from the accumulation of the deceleration produced by the friction of the engine, and the regeneration of the electric machine.

La course totale de la pédale d'accélérateur d'un véhicule électrique ou hybride est généralement séparée en deux zones. Une première zone d'enfoncement, la première à partir de sa position haute, gère les consignes de force négative à nulle. La seconde, faisant suite à la première sans le sens de l'enfoncement, gère les couples positifs à la roue. La position d'enfoncement physique de la pédale correspondant à la transition entre ces deux zones, correspond à une consigne de couple nulle : c'est le point neutre de la pédale. The total travel of the accelerator pedal of an electric or hybrid vehicle is generally separated into two zones. A first driving zone, the first from its upper position, manages the negative force instructions to zero. The second, following the first without the direction of the depression, manages the positive couples to the wheel. The position of physical depression of the pedal corresponding to the transition between these two zones, corresponds to a zero torque setpoint: this is the neutral point of the pedal.

Plus le couple régénératif produit par la machine électrique est grand, plus la sensation de décélération est forte, et la récupération d'énergie dans la batterie est grande. Plus le couple régénératif est faible, plus le véhicule est filant, et moins l'on récupère d'énergie dans la batterie du véhicule. The greater the regenerative torque produced by the electric machine, the greater the deceleration sensation is, and the energy recovery in the battery is large. The lower the regenerative torque, the more the vehicle is spinning, and the less energy is recovered in the vehicle battery.

Sur la figure 1, on distingue les couples négatifs à la roue en décélération sur la première partie de la course, et les couples positifs à la roue en accélération, sur la deuxième. Plus le point neutre est proche de de l'enfoncement complet de la pédale (valeur d'enfoncement 1), plus le positionnement de la pédale permet de doser finement le couple négatif, et moins elle permet de doser finement le couple positif. In Figure 1, there are negative pairs to the decelerating wheel on the first part of the race, and the positive pairs to the wheel in acceleration, on the second. The closer the neutral point is to the full depression of the pedal (value 1), the more the positioning of the pedal makes it possible to finely dose the negative torque, and the less it makes it possible to finely dose the positive torque.

Le couple maximum de régénération, ou couple régénératif admissible, peut varier pour plusieurs motifs : The maximum regeneration torque, or permissible regenerative torque, can vary for several reasons:

la charge de la batterie : si la batterie est pleine, il est tout simplement impossible de régénérer du couple de décélération, the charge of the battery: if the battery is full, it is simply impossible to regenerate deceleration torque,

si la machine électrique est endommagée, la capacité à faire du couple régénératif est réduite. if the electrical machine is damaged, the ability to regenerative torque is reduced.

La valeur du couple régénératif peut aussi être amenée à varier dans le temps : The value of the regenerative torque can also be varied over time:

pour distinguer des modes de conduite « typés », par exemple un « mode éco » ou un « mode sport », l'interprétation de la course de la pédale peut être différenciée ; le comportement du véhicule doit pouvoir être adapté en fonction du mode adopté, notamment en phase de régénération, to distinguish "typed" driving modes, for example an "eco mode" or a "sport mode", the interpretation of the pedal stroke can be differentiated; the behavior of the vehicle must be able to be adapted according to the mode adopted, in particular during the regeneration phase,

certains véhicules sont équipés d'un mode de conduite particulier, ou « brake », activable par le conducteur, qui indique sa volonté d'avoir un couple régénératif très important, some vehicles are equipped with a particular driving mode, or "brake", activated by the driver, which indicates his desire to have a very important regenerative torque,

enfin, le couple régénératif est toujours nul à l'arrêt, pour éviter un début de course « morte » sur l'accélérateur. finally, the regenerative torque is always zero when stopped, to avoid a "dead" start of the race on the accelerator.

En dernier lieu, on a constaté que pour une position donnée du point neutre sur la course de la pédale, plus la valeur minimum du couple régénératif admissible est grande, moins il peut être modulé par le conducteur avec sa pédale d'accélérateur. Dès lors que le couple régénératif est élevé, sa faculté de modulation est très utile dans certaines circonstances, par exemple à l'approche d'un rond-point. Finally, it has been found that for a given position of the neutral point on the pedal stroke, the greater the minimum value of the permissible regenerative torque, the less it can be modulated by the driver with his accelerator pedal. Since the regenerative torque is high, its modulation ability is very useful in certain circumstances, for example when approaching a roundabout.

La capacité du conducteur à doser avec sa pédale d'accélérateur la force de régénération du GMP, pose un problème crucial pour l'agrément de conduite et pour la sécurité du freinage, notamment lorsque cette force varie en fonction de différents paramètres (charge de la batterie, vitesse du véhicule, mode de conduite etc..) . Le problème est d'autant plus crucial, que l'amplitude de variation du couple régénératif dans le temps est importante . The ability of the driver to measure the regenerative force of the GMP with his accelerator pedal poses a crucial problem for driving pleasure and for safety of braking, especially when this force varies according to different parameters (load of the battery, vehicle speed, driving mode etc.). The problem is all the more crucial, as the amplitude of variation of the regenerative torque over time is important.

La présente invention vise doser le couple régénératif à la pédale d'accélérateur, de façon agréable et sans course morte, avec différents niveaux de force régénérative . The present invention aims to dose the regenerative torque to the accelerator pedal, pleasantly and without dead stroke, with different levels of regenerative force.

Dans ce but, elle propose que la position du point neutre soit déplacée en fonction du couple régénératif admissible par le véhicule . For this purpose, it proposes that the position of the neutral point is moved according to the regenerative torque allowed by the vehicle.

De préférence, la consigne de couple négative est une consigne de couple fourni par une machine électrique du véhicule hybride en mode régénératif. Preferably, the negative torque setpoint is a torque setpoint supplied by an electric machine of the hybrid vehicle in regenerative mode.

Grâce à ces mesures, le fonctionnement du GMP en mode génératrice de la machine électrique, est finement contrôlé, lorsque le conducteur lève le pied de la pédale d'accélérateur. Il lui devient possible d'obtenir du véhicule différents comportements, du plus « filant » possible, au plus « freineur » possible, en cohérence avec les performances de la machine électrique . Thanks to these measures, the operation of the GMP in the generating mode of the electric machine is finely controlled, when the driver lifts his foot off the accelerator pedal. It becomes possible for him to obtain from the vehicle various behaviors, from the most "running" possible, to the most "braking" possible, consistent with the performance of the electric machine.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : Other features and advantages of the present invention will become clear from reading the following description of a non-limiting embodiment thereof, with reference to the accompanying drawings, in which:

la figure 1 illustre la transmission du couple en fonction de l'enfoncement de la pédale, FIG. 1 illustrates the transmission of the torque as a function of the depression of the pedal,

la figure 2 montre sur un exemple les différences de couple régénératif admissible, entre deux modes de conduite, FIG. 2 shows, on one example, the differences in permissible regenerative torque between two driving modes,

la figure 3 met en évidence l'effet du changement de mode sur la course de la pédale, et FIG. 3 highlights the effect of the change of mode on the travel of the pedal, and

la figure 4 illustre la stratégie de déplacement du point neutre proposée. Figure 4 illustrates the proposed neutral point shift strategy.

Le mode de réalisation non limitatif l'invention, illustré par les figures, porte sur un cas particulier de commande du couple transmis aux roues d'un véhicule strictement électrique, ou d'un véhicule hybride comportant au moins un moteur thermique et une machine électrique. Cette commande repose sur l'interprétation de la position de la pédale d'accélération. La pédale est déplacée par le conducteur entre une position de relâchement, et une position d'enfoncement pied à fond. Elle se déplace sur une course d'enfoncement composée d'une zone supérieure, où la position de la pédale détermine une consigne de couple négative, et d'une zone inférieure faisant suite à celle-ci dans le sens de l'enfoncement, où la position de la pédale la détermine une consigne de couple positive. La position de transition entre ces deux zones est un point neutre correspondant à une consigne de couple nulle. The nonlimiting embodiment of the invention, illustrated by the figures, relates to a particular case of control of the torque transmitted to the wheels of a strictly electric vehicle, or of a hybrid vehicle comprising at least one heat engine and an electric machine. . This command is based on the interpretation of the position of the accelerator pedal. The pedal is moved by the driver enters a releasing position, and a depressing position foot fully. It moves on a driving stroke composed of an upper zone, where the position of the pedal determines a negative torque setpoint, and a lower zone following it in the direction of the depression, where the position of the pedal determines a positive torque setpoint. The transition position between these two zones is a neutral point corresponding to a zero torque setpoint.

Dans le cas d'un véhicule hybride, la consigne de couple négative est en principe une consigne de couple fourni par une machine électrique en mode régénératif, comme dans un véhicule strictement électrique. La consigne de couple régénératif est alors limitée par la capacité de stockage d'énergie des batteries du véhicule . In the case of a hybrid vehicle, the negative torque setpoint is in principle a torque setpoint provided by an electric machine in regenerative mode, as in a strictly electric vehicle. The regenerative torque setpoint is then limited by the energy storage capacity of the vehicle batteries.

Le point neutre peut avantageusement être déplacé en réponse à un changement de mode de conduite du véhicule. Le cas non limitatif décrit ci-dessous se rapporte au passage d'un mode de conduite « nominal », ou « normal » vers un mode de conduite « brake » (avec freinage régénératif soutenu) . Ce passage est illustré par la figure 2. De manière générale, l'invention propose que le point neutre soit déplacé vers le haut sur la course de la pédale, suite à la transition d'un mode de conduite courant, vers un mode programmé pour admettre un niveau de couple régénératif supérieur au mode courant . The neutral point can advantageously be moved in response to a change of driving mode of the vehicle. The nonlimiting case described below relates to the transition from a "nominal" or "normal" driving mode to a "brake" driving mode (with sustained regenerative braking). This passage is illustrated in FIG. 2. In general, the invention proposes that the neutral point be moved upwards on the pedal stroke, following the transition from a current driving mode, to a mode programmed to admit a regenerative torque level higher than the current mode.

Lors de la transition, le couple régénératif augmente. Pour préserver la capacité du conducteur à le doser finement, l'invention prévoit que la position du point neutre soit déplacée en fonction du couple régénératif admissible. Dans cet exemple, le point neutre est déplacé par exemple de 10% à 20% d'enfoncement de la pédale. During the transition, the regenerative torque increases. To preserve the ability of the driver to dose it finely, the invention provides that the position of the neutral point is moved according to the permissible regenerative torque. In this example, the neutral point is displaced for example by 10% to 20% depression of the pedal.

La modification de la position, ou « valeur » du point neutre, a des conséquences sur l'interprétation de la volonté du conducteur. En se reportant à la figure 3, on note que, si le conducteur appuie à 50% sur la pédale lorsque le point neutre se déplace de 10% à 20%, « l'enfoncement corrigé » de la pédale (traduisant le pourcentage de couple de traction disponible demandé au GMP) , diminue. Dans cet exemple, le conducteur dispose 40% de la performance maximum de son véhicule dans le mode « normal », et seulement 30% dans le mode « brake ». Le déplacement du point neutre se traduit par une perte de puissance à la roue : si ce déplacement intervient dès la transition du mode « normal » vers « brake », le véhicule perd de la puissance à la roue, tant que le conducteur n'adapte pas simultanément la position de la pédale. The modification of the position, or "value" of the neutral point, has consequences on the interpretation of the will of the driver. Referring to Figure 3, it is noted that, if the driver presses the pedal 50% when the neutral point moves from 10% to 20%, the "corrected depression" of the pedal (reflecting the percentage of torque available traction requested at GMP), decreases. In this example, the driver has 40% of the maximum performance of his vehicle in the "normal" mode, and only 30% in the "brake" mode. The displacement of the neutral point results in a loss of power to the wheel: if this displacement occurs at the transition from "normal" to "brake" mode, the vehicle loses power to the wheel, as long as the driver does not fit not simultaneously the position of the pedal.

Or le passage du mode « normal » à « brake », n'est pas supposé avoir une influence sur le comportement du véhicule tant que le conducteur ne lève pas le pied de la pédale. Il est donc préférable de décaler dans le temps le déplacement du point neutre, par rapport au changement de mode. A cet égard, l'invention propose la stratégie illustrée par la figure 4, selon laquelle aucun déplacement brutal de point neutre brutal, ne peut avoir lieu avant que le conducteur demande au véhicule de freiner, en levant le pied de la pédale d'accélérateur. But the transition from "normal" to "brake" mode is not supposed to have an influence on the behavior of the vehicle until the driver lifts his foot off the pedal. It is therefore preferable to shift in time the displacement of the neutral point, compared to the change of mode. In this respect, the invention proposes the strategy illustrated in FIG. 4, according to which no abrupt brutal neutral point displacement can take place before the driver asks the vehicle to brake, by raising the foot of the accelerator pedal. .

De manière générale, il est préférable qu'aucune transition de mode n'ait d'impact sur le comportement du véhicule lorsque le conducteur souhaite que son véhicule accélère, ou conserve sa vitesse (zone A) . Le déplacement du point neutre de la pédale est donc différé par rapport à l'évolution du couple régénératif admissible. Dans l'exemple décrit plus haut, le déplacement du point neutre est différé dans le temps par rapport à l'adoption du mode « brake ». In general, it is preferable that no mode transition has an impact on the behavior of the vehicle when the driver wishes his vehicle to accelerate, or maintain its speed (zone A). The displacement of the neutral point of the pedal is thus delayed with respect to the evolution of the permissible regenerative torque. In the example described above, the displacement of the neutral point is delayed in time compared to the adoption of the "brake" mode.

Le changement de mode est pris en compte pour déplacer le point neutre, seulement au moment où le conducteur souhaite décélérer, notamment lorsqu'il manifeste son intention en soulageant sa pédale. Le point neutre peut alors s'adapter (zone B) . Enfin, il est avantageux de filtrer la transition, pour qu'elle ne soit pas ressentie désagréablement par le conducteur. The change of mode is taken into account to move the neutral point, only when the driver wants to decelerate, especially when he manifests his intention by relieving his pedal. The neutral point can then adapt (zone B). Finally, it is advantageous to filter the transition so that it is not unpleasantly felt by the driver.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de commande du couple transmis aux roues d'un véhicule comportant une machine électrique, reposant sur l'interprétation de la position de la pédale d'accélération déplacée par le conducteur entre une position de relâchement et une position d'enfoncement pied à fond sur une course d'enfoncement composée d'une zone supérieure, où la position de la pédale détermine une consigne de couple négative, et d'une zone inférieure faisant suite à celle-ci dans le sens de l'enfoncement, où la position de la pédale la détermine une consigne de couple positive, la position de transition entre ces deux zones étant un point neutre correspondant à une consigne de couple nulle, caractérisé en ce que la position du point neutre est déplacée en fonction du couple régénératif par une machine électrique, admissible par le véhicule. 1. A method of controlling the torque transmitted to the wheels of a vehicle comprising an electric machine, based on the interpretation of the position of the accelerator pedal displaced by the driver between a release position and a driving-in position. on a driving stroke composed of an upper zone, where the position of the pedal determines a negative torque setpoint, and a lower zone following it in the direction of the depression, where the position of the pedal determines a positive torque setpoint, the transition position between these two zones being a neutral point corresponding to a zero torque setpoint, characterized in that the position of the neutral point is moved according to the regenerative torque by a machine electric, admissible by the vehicle.

2. Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la consigne de couple négative est une consigne de couple fourni par une machine électrique du véhicule hybride en mode régénératif. 2. Control method according to claim 1, characterized in that the negative torque setpoint is a torque setpoint supplied by an electric machine of the hybrid vehicle in regenerative mode.

3. Procédé de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le point neutre est déplacé suite à un changement de mode de conduite du véhicule. 3. Control method according to claim 1 or 2, characterized in that the neutral point is moved following a change of driving mode of the vehicle.

4. Procédé de commande selon la revendication 2 ou caractérisé en ce que le point neutre est déplacé vers le haut sur la course de la pédale suite à la transition du mode de conduite courant, vers un mode de conduite programmé pour admettre un niveau de couple régénératif supérieur au mode courant. 4. Control method according to claim 2 or characterized in that the neutral point is moved upward on the stroke of the pedal following the transition from the current driving mode to a driving mode programmed to admit a torque level. regenerative superior to the current mode.

5. Procédé de commande selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que la consigne de couple régénératif est limitée par la capacité de stockage d'énergie des batteries du véhicule. 5. Control method according to claim 2, 3 or 4, characterized in that the regenerative torque setpoint is limited by the energy storage capacity of the vehicle batteries.

6. Procédé de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le déplacement du point neutre de la pédale est différé par rapport à l'évolution du couple régénératif admissible. 6. Control method according to one of the preceding claims, characterized in that the displacement of the neutral point of the pedal is delayed with respect to the evolution of the permissible regenerative torque.

7. Procédé de commande selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le déplacement du point neutre est différé dans le temps par rapport au changement de mode. 7. Control method according to claim 3 or 4, characterized in that the displacement of the neutral point is delayed in time with respect to the change of mode.

8. Procédé de commande selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le déplacement du point neutre intervient lorsque le conducteur manifeste une intention de décélérer en soulageant sa pédale. 8. Control method according to claim 6 or 7, characterized in that the displacement of the neutral point occurs when the driver has an intention to decelerate by relieving his pedal.

9. Procédé de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le véhicule est un véhicule strictement électrique. 9. Control method according to one of the preceding claims, characterized in that the vehicle is a strictly electric vehicle.

10. Procédé de commande selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le véhicule est un véhicule hybride, comportant au moins un moteur thermique et une machine électrique. 10. Control method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the vehicle is a hybrid vehicle, comprising at least one engine and an electric machine.