FR3159132A1 - Dispositif de commande pour un moteur électrique d’une chaîne de traction, procédé et véhicule associés - Google Patents

Dispositif de commande pour un moteur électrique d’une chaîne de traction, procédé et véhicule associés

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FR3159132A1 FR2401268A FR2401268A FR3159132A1 FR 3159132 A1 FR3159132 A1 FR 3159132A1 FR 2401268 A FR2401268 A FR 2401268A FR 2401268 A FR2401268 A FR 2401268A FR 3159132 A1 FR3159132 A1 FR 3159132A1
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Abstract

Un dispositif de commande pour un moteur électrique d’une chaîne de traction (4) d’un véhicule automobile électrique ou hybride est proposé. Le dispositif comprend : - des premiers moyens (11) de détermination configurés pour déterminer un couple de correction (Tcorr), - des deuxièmes moyens (14) de détermination configurés pour déterminer une consigne de couple de commande corrigé (Tcons-corr) du moteur électrique à partir d’une consigne de couple (Tcons) de commande du moteur électrique et du couple de correction (Tcorr), et - des moyens de commande (15) configurés pour commander le moteur électrique à partir de la consigne de couple de commande corrigé (Tcons-corr). Les premiers moyens (11) de détermination sont configurés pour déterminer le couple de correction (Tcorr) à partir d’une estimation de la vitesse de rotation (ωm) du moteur électrique pour atténuer ou supprimer des oscillations d’un couple délivré par la chaîne de traction (4) pour mouvoir le véhicule (1). Figure pour l’abrégé : Fig 3

Description

Dispositif de commande pour un moteur électrique d’une chaîne de traction, procédé et véhicule associés
La présente invention concerne la commande de moteurs électriques pour la propulsion de véhicules électriques ou hybrides.
La présente invention concerne plus particulièrement un procédé de commande d’un moteur électrique d’une chaîne de traction d’un véhicule électrique ou hybride, un dispositif de commande pour un tel moteur électrique, et un véhicule automobile électrique ou hybride comportant un tel dispositif.
Un véhicule automobile électrique ou hybride comprend une chaîne de traction comportant généralement un moteur électrique, un réducteur, un arbre de transmission et des roues reliées aux extrémités de l’arbre de transmission.
Le moteur électrique entraîne l’arbre de transmission par l’intermédiaire du réducteur pour entraîner les roues du véhicule et mouvoir le véhicule.
Le moteur électrique est piloté selon une consigne de couple délivré par exemple par un pédibulateur du véhicule.
Le moteur électrique transmet un couple mécanique aux roues par l’intermédiaire du réducteur et de l’arbre de transmission, la valeur du couple délivrée étant déterminée à partir de la consigne de couple.
Cependant, le moteur électrique, le réducteur, l’arbre de transmission et les roues comportent des composantes inertielles, de raideur, d’amortissement et de non-linéarité.
Ces composantes déterminent le comportement dynamique de la chaîne de traction et perturbent l’application du couple moteur sur les roues.
Lorsqu’une consigne de couple d’accélération ou décélération est transmise au moteur électrique, le couple demandé n’est pas transmis immédiatement aux roues.
La chaîne de traction se comporte comme un système oscillant de sorte que le couple délivré sur les roues oscille fortement lors de la variation du couple délivré par le moteur électrique et s’atténuent progressivement pour disparaître.
Les oscillations du couple délivré sur les roues sont ressenties par les occupants du véhicule et occasionnent un désagrément.
Il est connu de réduire les oscillations en corrigeant la consigne de couple à partir d'une mesure de la vitesse de rotation du moteur (ou de la vitesse du véhicule). Plus précisément, il est proposé de dériver deux fois la vitesse de rotation du moteur pour en extraire uniquement les oscillations gênantes, de multiplie par un coefficient la vitesse de rotation du moteur dérivé deux fois pour enfin soustraire le résultat à une consigne de couple. Cette solution est adaptée aux oscillations apparaissant dans les véhicules à moteur thermique. Cette solution n'est pas assez rapide pour traiter les oscillations au sein d'un véhicule à traction électrique ou hybride. Aussi, cette solution a pour inconvénient d'être en retard par rapport aux oscillations qu'elle ne peut pas anticiper.
On pourra également se référer au document WO 2012/011521 qui propose d'utiliser un correcteur direct et un correcteur par rétroaction. Le correcteur direct de ce document filtre les variations de la consigne de couple afin d'éviter de trop exciter les fréquences dans la zone de résonnance de la chaîne de traction. Le correcteur par rétroaction réduit les oscillations en modifiant le gain et la phase de la réponse fréquentielle de la chaîne de traction dans la zone de résonance.
Le document FR3000854 propose d’injecter la consigne de couple telle que demandée par le conducteur en entrée du correcteur par rétroaction, le correcteur comportant un retard pur de sorte que la consigne de couple telle que demandée par le conducteur est appliquée en entrée du correcteur et non une consigne obtenue après le bouclage de la rétroaction.
Ces procédés compensent les oscillations du couple délivré par la chaîne de traction.
Les procédés connus réduisent les oscillations lorsque les oscillations sont détectées de sorte que les procédés ne sont pas efficaces lors de l’apparition des oscillations et pendant une durée nécessaire pour que les boucles de correction de couple s’établissent.
En outre, la mise en œuvre des procédés connus nécessite de connaître la vitesse de rotation du moteur électrique avec une précision élevée et un temps de réponse élevé pour obtenir une correction des oscillations efficaces.
Le but de l’invention est de pallier tout ou partie de ces inconvénients.
L’invention a pour objet un procédé de commande d’un moteur électrique d’une chaîne de traction d’un véhicule automobile électrique ou hybride.
Le procédé comprend :
- une détermination d’un couple de correction,
- une détermination d’une consigne de couple de commande corrigé du moteur électrique à partir d’une consigne de couple de commande du moteur électrique et du couple de correction, et
- une commande du moteur électrique à partir de la consigne de couple de commande corrigé.
Le couple de correction est déterminé à partir d’une estimation de la vitesse de rotation du moteur électrique pour atténuer ou supprimer des oscillations d’un couple délivré par la chaîne de traction pour mouvoir le véhicule.
Avantageusement, la chaîne de traction comprend des roues motrices du véhicule automobile, le moteur électrique entraînant les roues motrices du véhicule automobile, l’estimation de la vitesse de rotation du moteur électrique comporte :
- une détermination de la vitesse de rotation des roues du véhicule automobile, et
- la détermination de l’estimation de la vitesse de rotation du moteur électrique à partir d’un modèle de la chaîne de traction ayant des paramètres d’entrée comportant la vitesse de rotation des roues du véhicule automobile et la consigne de couple de commande corrigé commandant le moteur électrique.
De préférence, la détermination du couple de correction comprend :
- une détermination de la vitesse de rotation du moteur électrique,
- une détermination de la différence entre l’estimation de la vitesse de rotation du moteur électrique et la vitesse de rotation du moteur électrique,
- une détermination d’un état de roulage du véhicule parmi un état d’accélération ou un état de décélération du véhicule automobile à partir de la consigne de couple de commande du moteur électrique,
- une détermination d’une valeur de correction égale à la multiplication de la différence par un gain, la valeur du gain étant choisie selon l’état de roulage du véhicule, et
- un bornage de la valeur de correction entre une borne inférieure prédéterminée et une borne supérieure prédéterminée, la valeur de correction bornée étant égale au couple de correction.
Avantageusement, la vitesse de rotation du moteur électrique est déterminée à partir de la vitesse de rotation de roues du véhicule automobile.
Il est également proposé un dispositif de commande pour un moteur électrique d’une chaîne de traction d’un véhicule automobile électrique ou hybride.
Le dispositif comprend :
- des premiers moyens de détermination configurés pour déterminer un couple de correction,
- des deuxièmes moyens de détermination configurés pour déterminer une consigne de couple de commande corrigé du moteur électrique à partir d’une consigne de couple de commande du moteur électrique et du couple de correction, et
- des moyens de commande configurés pour commander le moteur électrique à partir de la consigne de couple de commande corrigé.
Les premiers moyens de détermination sont configurés pour déterminer le couple de correction à partir d’une estimation de la vitesse de rotation du moteur électrique pour atténuer ou supprimer des oscillations d’un couple délivré par la chaîne de traction pour mouvoir le véhicule.
De préférence, la chaîne de traction comprend des roues motrices du véhicule automobile, le moteur électrique étant configuré pour entraîner les roues motrices du véhicule automobile, les premiers moyens de détermination comprennent des moyens d’estimation de la vitesse de rotation du moteur électrique, les moyens d’estimation étant configurés pour :
- mettre en œuvre un modèle de la chaîne de traction ayant des paramètres d’entrée comportant la vitesse de rotation des roues du véhicule automobile et la consigne de couple de commande corrigé commandant le moteur électrique, et
- déterminer l’estimation de la vitesse de rotation du moteur électrique à partir de la mise en œuvre du modèle de la chaîne de traction.
Avantageusement, la chaîne de traction comprend en outre une boîte de vitesse et un arbre de transmission, les roues motrices étant disposées aux extrémités de l’arbre de transmission, le moteur étant configuré pour entraîner l’arbre de transmission par l’intermédiaire de la boîte de vitesse, et
le modèle de la chaîne de traction comporte :
- une première inertie modélisant le moteur électrique,
- une deuxième inertie modélisant les roues motrices,
- un jeu,
- un rapport de transformation modélisant la boîte de vitesse, et
- un coefficient de raideur et un coefficient d’amortissement modélisant l’arbre de transmission.
De préférence, les premiers moyens de détermination comprennent des moyens d’élaboration du couple de correction configurés pour :
- déterminer la différence entre l’estimation de la vitesse de rotation du moteur électrique et la vitesse de rotation du moteur électrique,
- déterminer un état de roulage du véhicule parmi un état d’accélération ou un état de décélération du véhicule automobile à partir de la consigne de couple de commande du moteur électrique,
- déterminer une valeur de correction égale à la multiplication de la différence par un gain, la valeur du gain étant choisie selon l’état de roulage du véhicule, et
- borner la valeur de correction entre une borne inférieure prédéterminée et une borne supérieure prédéterminée, la valeur de correction bornée étant égale au couple de correction.
Avantageusement, le dispositif comporte en outre des troisièmes moyens de détermination configurés pour déterminer la vitesse de rotation du moteur électrique à partir de la vitesse de rotation de roues du véhicule automobile.
Il est également proposé un véhicule automobile électrique ou hybride comportant une chaîne de traction comprenant un moteur électrique, et un dispositif de commande tel que défini précédemment et relié au moteur électrique.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
FIG. 1
illustre schématiquement un exemple d’un véhicule automobile selon l’invention;
FIG. 2
illustre schématiquement un exemple d’une chaîne de traction selon l’invention ;
FIG. 3
illustre schématiquement exemple d’une boucle de régulation fermée mise en œuvre par un dispositif de commande selon l’invention ;
FIG. 4
illustre schématiquement un exemple d’un modèle de la chaîne de traction selon l’invention, et
FIG. 5
illustre schématiquement un de réalisation de moyens d’élaboration selon l’invention.
LaFIG. 1illustre schématiquement un exemple d’un véhicule 1 automobile électrique ou hybride.
Le véhicule 1 comprend des roues motrices 2 entraînées par une chaîne de traction 4 pour mouvoir le véhicule 1.
La chaîne de traction 4 comprend un moteur électrique 5.
Le véhicule 1 comprend en outre un dispositif de commande 6, une interface homme machine 7 et une batterie 8.
L’interface homme machine 7 comprend par exemple un pédibulateur actionné par le conducteur du véhicule 1 pour délivrer une consigne de couple Tcons.
La batterie 8 est reliée au dispositif de commande 6 pour alimenter le moteur électrique 5.
Le dispositif de commande 6 est apte à commander le moteur électrique 5 de sorte que le moteur électrique 5 alimenté par la batterie 8 délivre un couple mécanique Tm pour entraîner les roues motrices 2, le couple mécanique étant déterminé à partir du couple de consigne Tcons.
Les roues motrices 2 entraînées par le moteur électrique 5 sont aptes à délivrer un couple mécanique Tl pour mouvoir le véhicule 1.
LaFIG. 2illustre schématiquement un exemple de la chaîne de traction 4.
La chaîne de traction 4 comprend les roues motrices 2, le moteur électrique 5, une boîte de vitesse 9 ayant un rapport de transmission i et un arbre de transmission 10 relié à la boîte de vitesse 9.
Les roues motrices 2 sont disposées aux extrémités de l’arbre de transmission 10.
Un arbre rotorique du moteur électrique 5 est relié à un arbre d’entrée de la boîte de vitesse 9 de sorte que le couple mécanique Tm délivré par le moteur électrique 5 multiplié par le rapport de transmission i est transmis aux roues motrices 2 par l’intermédiaire de l’arbre de transmission 10.
Le dispositif de commande 6 comprend des premiers moyens de détermination 11 aptes à déterminer un couple de correction Tcorr pour atténuer des vibrations générées par la chaîne de traction 4.
Les premiers moyens de détermination 11 comportent des moyens d’estimation 12 de la vitesse de rotation du moteur électrique 5 et des moyens d’élaboration 13 du couple de correction Tcorr.
Le dispositif de commande 6 comprend en outre des deuxièmes moyens de détermination 14 aptes à déterminer une consigne de couple de commande corrigé Tcons-corr du moteur électrique 5 à partir de la consigne de couple Tcons et du couple de correction Tcorr.
Le dispositif de commande 6 comprend des moyens de commande 15 aptes à commander le moteur électrique 5 à partir de la consigne de couple de commande corrigé Tcons-corr et des troisièmes moyens de détermination 16 aptes à déterminer la vitesse de rotation du moteur électrique 5 à partir de la vitesse de rotation de roues du véhicule automobile 1, par exemple à partir de la vitesse de rotation des roues motrices 2.
Les moyens de commande 15 comportent par exemple un calculateur.
LaFIG. 3illustre un exemple d’une boucle de régulation 17 fermée mise en œuvre par le dispositif de commande 6.
La boucle de régulation 17 comprend les premiers moyens de détermination 11 comportent les moyens d’estimation 12 de la vitesse de rotation du moteur électrique 5, les moyens d’élaboration 13 du couple de correction Tcorr, les deuxièmes moyens de détermination 14, les troisièmes moyens de détermination 16, et un système 18 comportant les moyens de commande 15 et la chaîne de traction 4.
Les deuxièmes moyens de détermination 14 comportent par exemple un comparateur 19 comportant une première entrée 19a recevant la consigne de couple Tcons, une deuxième entrée 19b recevant le couple de correction Tcorr et une sortie 19c délivrant la consigne de couple de commande corrigé Tcons-corr égale à la différence entre la consigne de couple Tcons et la consigne de couple de commande corrigé Tcons-corr, la consigne de couple de commande corrigé Tcons-corr étant délivrée aux moyens de commande 15 du système 18.
Les moyens d’estimation 12 comportent une première entrée 12a reliée à la sortie 19c du comparateur 19 délivrant la consigne de couple de commande corrigé, une deuxième entrée 12b recevant la vitesse de rotation de roues du véhicule 1 délivré en sortie du système 18. La vitesse des roues est par exemple mesurée par un capteur de vitesse.
Les moyens d’estimation 12 comportent en outre une sortie 12c délivrant une estimation de la vitesse de rotation du moteur électrique 5.
Les moyens d’estimation 12 mettent en œuvre un modèle MODEL de la chaîne de traction 4 ayant des paramètres d’entrée comportant la vitesse de rotation des roues du véhicule 1 délivrée sur la deuxième entrée 12b et la consigne de couple de commande corrigé Tcons-corr délivrée sur la première entrée 12a pour déterminer une estimation de la vitesse de rotation du moteur électrique 5.
Les moyens d’estimation 12 comprennent par exemple une unité de traitement 20 apte à mettre en œuvre le model MODEL détaillé dans ce qui suit.
Les moyens d’élaboration 13 comprennent une première entrée 13a reliée à la sortie 12c des moyens d’estimation 12, une deuxième entrée 13b, une troisième entrée 13c recevant une information représentative d’une consigne d’accélération ou de décélération du véhicule déterminée par exemple à partir de l’actionnement du pédibulateur, et une sortie 13d reliée à la deuxième entrée 19b du comparateur 19, la sortie 13d délivrant le couple de correction Tcorr.
L’information représentative d’une consigne d’accélération ou de décélération est par exemple un signal en créneau, le front montant du signal et l’état logique haut du créneau étant représentatif de la consigne d’accélération, et le front descendant du signal et l’état logique bas du créneau étant représentatif de la consigne de décélération.
Les moyens d’élaboration 13 comprennent par exemple un correcteur 21 apte à déterminer le couple de correction Tcorr à partir de l’estimation de vitesse fournie par les moyens d’estimation 12, la vitesse de rotation mesurée du moteur électrique 5 délivré sur la deuxième entrée 13b et de l’information délivrée sur la troisième entrée 13c.
Les moyens d’élaboration 13 sont aptes à déterminer un état de roulage du véhicule 1 parmi un état d’accélération ou un état de décélération du véhicule automobile 1.
Les troisièmes moyens de détermination 16 comportent une entrée 16a recevant la vitesse de rotation de roues du véhicule 1 délivrée en sortie du système 18 et une sortie 16b reliée à la deuxième entrée 13b des moyens d’élaboration 13.
Les troisièmes moyens de détermination 16 déterminent et délivrent sur la sortie 16b la vitesse de rotation mesurée du moteur 5 en multipliant la vitesse de rotation des roues du véhicule 1 par le rapport de transmission i de la boîte de vitesse 9.
Les premiers moyens de détermination 11 déterminent le couple de correction Tcorr à partir d’une estimation de la vitesse de rotation du moteur électrique 5.
L’estimation de la vitesse de rotation du moteur électrique 5 est déterminée par les moyens d’estimation 12 des premiers moyens de détermination 11.
LaFIG. 4illustre schématiquement un exemple du modèle MODEL de la chaîne de traction 4.
Le modèle MODEL comprend une première inertie Jmmodélisant le moteur électrique 5, le rapport de transformation i modélisant la boîte de vitesse 9, un coefficient de raideur k en N.m.rad-1et un coefficient d’amortissement c en N.m.rad-1.s modélisant l’arbre de transmission 10, un jeu J modélisant le jeu dans la chaîne traction 4 générant un retard de transmission du couple de la machine électrique 5 vers les roues motrices 2, et une deuxième inertie JWmodélisant les roues motrices 2.
On note :
Tmle couple mécanique généré par la machine électrique 5 sur l’arbre d’entrée de la boîte de vitesse 9,
Tl: le couple transmis par les roues motrices 2,
θm: l’angle de rotation du rotor de la moteur électrique 5,
ωm: la vitesse de rotation du rotor de la moteur électrique 5,
θW: l’angle de rotation des roues 2 du véhicule 1,
ωW: la vitesse de rotation des roues 2 du véhicule 1,
α : la valeur maximale de l’angle du jeu J dans la chaîne de traction 4,
θb: l’angle du jeu J variant entre – α et +α.
Le modèle MODEL est régi par les équations suivantes.
Lorsque θbest égal à α ou – α :
(1)
(2)
Lorsque θbest égal à α :
(3)
Lorsque θbest égal à – α :
(4)
Lorsque θbest compris entre α et – α :
(5)
(6)
(7)
Dans les équations précédentes, est l’opérateur de dérivation temporelle.
Les inerties Jmet JWsont connues.
Le coefficient de raideur k et le coefficient d’amortissement c modélisant l’arbre de transmission 10, et l’angle du jeu dans la chaîne de traction 4 sont par exemple déterminés à partir d’essais réalisés sur la chaîne de traction 4.
LaFIG. 5illustre schématiquement un exemple de réalisation des moyens d’élaboration 13.
Les moyens d’élaboration 13 comprennent deux comparateurs 25, 26, un filtre 27, un multiplieur 28, trois dispositifs de sélection 29, 30, 31, un premier dispositif de détection 32 de front montant, un deuxième dispositif de détection 33 de front descendant, deux temporisations 34, 35 et deux dispositifs de bornage 36, 37.
Chaque dispositif de sélection 29, 30, 31 comprend une entrée de commande 29a, 30a, 31a, une première entrée 29b, 30b, 31b, une deuxième entrée 29c, 30c, 31c et une sortie 29d, 30d, 31d. Selon la valeur reçue sur l’entrée de commande 29a, 30a, 31a, la sortie 29d, 30d, 31d est reliée à la première entrée 29b, 30b, 31b ou à la deuxième entrée 29c, 30c, 31c.
Une première entrée 25a d’un premier comparateur 25 est reliée à la première entrée 13a des moyens d’élaboration 13 et une deuxième entrée 25b du premier comparateur 25 est reliée à la deuxième entrée 13b des moyens d’élaboration 13.
Le premier comparateur 25 comprend une sortie 25c délivrant la différence entre les valeurs reçues sur les première et deuxième entrées 25a, 25b.
Le filtre 27 comprend une entrée 27a reliée à la sortie 25c du premier comparateur 25 et une sortie 27b reliée à une première entrée 28a du multiplieur 28.
Le filtre 27 est par exemple un filtre passe haut ou un filtre à avance de phase. Il corrige la dynamique du signal reçu sur son entrée 27a.
En variante les moyens d’élaboration 13 ne comprennent pas le filtre 27, la sortie 25c du premier comparateur 25 étant reliée directement à la première entrée 28a du multiplieur 28.
L’entrée de commande 29a d’un premier dispositif de sélection 29 est reliée à la troisième entrée 13c des moyens d’élaboration 13, la première entrée 29b dudit dispositif est reliée à un premier gain, par exemple égal à -1, et la deuxième entrée 29c dudit dispositif est reliée à un premier gain, par exemple égal à 1.
La sortie 29d du premier dispositif de sélection 29 est reliée à une deuxième entrée 28b du multiplieur 28.
Une sortie 28c du multiplieur 28 est reliée à la première entrée 30b d’un deuxième dispositif de sélection 30 et la première entrée 31b du troisième dispositif de sélection 31.
Le multiplieur 28 délivre sur sa sortie 28c le produit du signal reçu sur sa première entrée 28a par le signal reçu sur sa deuxième entrée 28b.
La deuxième entrée 30c, 31c des deuxième et troisième dispositifs de sélection 30, 31 est reliée à un gain, par exemple nul.
Une entrée 32a du premier dispositif de détection 32 est reliée à la troisième entrée 13c des moyens d’élaboration 13 et une sortie 32b dudit dispositif est relié à l’entrée de commande 30a du deuxième dispositif de sélection 30 par l’intermédiaire d’une première temporisation 34.
Une entrée 33a du deuxième dispositif de détection 33 est reliée à la troisième entrée 13c des moyens d’élaboration 13 et une sortie 33b dudit dispositif est relié à l’entrée de commande 31a du troisième de sélection 31 par l’intermédiaire de la deuxième temporisation 35.
La sortie 30d du deuxième dispositif de sélection 30 est reliée à une entrée 36a d’un premier dispositif de bornage 36.
Une sortie 36b du premier dispositif de bornage 36 est reliée à une première entrée 26a du deuxième comparateur 26.
La sortie 31d du troisième dispositif de sélection 31 est reliée à une entrée 37a du deuxième dispositif de bornage 37.
Une sortie 37b du deuxième dispositif de bornage 37 est reliée à une deuxième entrée 26b du deuxième comparateur 26.
Chaque dispositif de bornage 36, 37 délivre sur sa sortie 36b, 37b une valeur bornée comprise entre une borne inférieure prédéterminée et une borne supérieure prédéterminée.
Une sortie 26c du deuxième comparateur 26 est reliée à la sortie 13d des moyens d’élaboration 13, ladite sortie délivrant la différence entre le signal reçu sur la première entrée 26a et le signal reçu sur la deuxième entrée 26b.
A présent, un exemple d’un procédé de commande du moteur électrique 5 mettant en œuvre le dispositif de commande 6 est décrit.
Lors de la réception de la consigne de couple Tcons, les deuxièmes moyens de détermination 14 déterminent la consigne de couple de commande corrigé Tcons-corr. Les moyens de commande 15 commandent le moteur électrique 5 selon la consigne de couple de commande corrigé Tcons-corr.
En outre, les premiers moyens de détermination 11 déterminent le couple de correction Tcorr.
Les moyens d’estimation 12 estiment la vitesse de rotation du moteur électrique 5.
Les moyens d’estimation 12 mettent en œuvre le model MODEL ayant des paramètres d’entrée comportant la vitesse de rotation des roues et la consigne de couple de commande corrigé Tcons-corr commandant le moteur électrique 5.
Les moyens d’estimation 12 injectent en entrée du modèle MODEL la consigne de couple de commande corrigé Tcons-corr de sorte que le couple mécanique Tmgénéré par la machine électrique 5 est égal à la consigne de couple de commande corrigé Tcons-corr et injectent en entrée du modèle MODEL la vitesse de rotation des roues mesurée par exemple par un capteur de vitesse de sorte que la vitesse de rotation ωWdes roues du modèle MODEL soit égale à la vitesse des roues mesurée, puis les moyens d’estimation 12 déterminent la vitesse de rotation ωmdu moteur électrique 5 à partir des équations (1) à (7) du modèle MODEL.
La vitesse de rotation ωmdéterminée à partir du modèle MODEL est l’estimation de la vitesse de rotation du moteur électrique 5.
Le premier comparateur 25 des moyens d’élaboration 13 déterminent la différence entre l’estimation de la vitesse de rotation du moteur électrique 5 déterminée par les moyens d’estimation 12 et la vitesse de rotation du moteur électrique 5 déterminée par les troisièmes moyens de détermination 16. La différence déterminée par le premier comparateur 25 est filtrée par le filtre 27 et la différence filtrée est délivrée sur la première entrée 28a du multiplieur 28.
Selon l’état logique de l’information reçue sur la troisième entrée 13c des moyens d’élaboration 13, le premier dispositif de sélection 29 délivre sur sa sortie 29d le premier gain (première entrée 29b) ou le deuxième gain (deuxième entrée 29c).
Si un front montant est détecté sur la troisième entrée 13c des moyens d’élaboration 13, le premier dispositif de détection 32 déclenche la première temporisation 34 de sorte que pendant une première durée prédéterminée débutant à partir de la détection d’un front montant, la première temporisation 34 délivre un premier signal de commande sur l’entrée de commande 30a du deuxième dispositif de sélection 30.
Tant que le premier signal de commande est appliqué sur l’entrée de commande 30a du deuxième dispositif de sélection 30, le signal reçu sur la première entrée 30b du deuxième dispositif de sélection 30 est transmis sur l’entrée 35a du premier dispositif de bornage 36. Le signal reçu est borné puis transmis sur la première entrée 26a du deuxième comparateur 26. Si le premier signal de commande n’est pas appliqué sur l’entrée de commande 30a du deuxième dispositif de sélection 30, le signal nul reçu sur la deuxième entrée 30c du deuxième dispositif de sélection 30 est transmis sur l’entrée 36a du premier dispositif de bornage 36 puis sur la première entrée 26a du deuxième comparateur 26.
Si un front descendant est détecté sur la troisième entrée 13c des moyens d’élaboration 13, le deuxième dispositif de détection 33 déclenche la deuxième temporisation 35 de sorte que pendant une deuxième durée prédéterminée débutant à partir de la détection d’un front descendant, la deuxième temporisation 35 délivre un deuxième signal de commande sur l’entrée de commande 31a du troisième dispositif de sélection 31.
Tant que le deuxième signal de commande est appliqué sur l’entrée de commande 31a du troisième dispositif de sélection 31, le signal reçu sur la première entrée 31b du troisième dispositif de sélection 31 est transmis sur l’entrée 37a du deuxième dispositif de bornage 37. Le signal reçu est borné puis transmis sur la deuxième entrée 26b du deuxième comparateur 26. Si le deuxième signal de commande n’est pas appliqué sur l’entrée de commande 31a du troisième dispositif de sélection 31, le signal nul reçu sur la deuxième entrée 31c du troisième dispositif de sélection 31 est transmis sur l’entrée 36a du deuxième dispositif de bornage 37 puis sur la deuxième entrée 26b du deuxième comparateur 26.
La première durée prédéterminée est par exemple comprise entre 0.1 seconde et 1 seconde.
La deuxième durée prédéterminée est par exemple comprise entre 0.1 seconde et 1 seconde.
L’information représentative de l’accélération ou décélération est la consigne de couple Tcons.
Si la dérivée de la consigne de couple Tcons est positive (état d’accélération du véhicule 1), le premier dispositif de sélection 29 délivre le premier gain sur la deuxième entrée 28b du multiplieur 28 et le premier dispositif de détection 32 détecte un front montant et déclenche la première temporisation 34. Le deuxième dispositif de sélection 30 reçoit le premier signal de commande de la première temporisation 34 et délivre sur sa sortie 30d une valeur de correction égale au produit du premier gain et de la différence filtrée délivrée sur la sortie 28c du filtre 28. La valeur de correction est bornée puis délivrée sur la sortie 26c du deuxième comparateur 26, la valeur de correction étant égale au couple de correction Tcorr.
Si la dérivée de la consigne de couple Tcons est négative ou nulle (état de décélération du véhicule 1), le premier dispositif de sélection 29 délivre le deuxième gain sur la deuxième entrée 28b du multiplieur 28 et le deuxième dispositif de détection 33 détecte un front descendant et déclenche la deuxième temporisation 35.
Le troisième dispositif de sélection 31 reçoit le deuxième signal de commande de la deuxième temporisation 35 et délivre sur sa sortie 31d une valeur de correction égale au produit du deuxième gain et de la différence filtrée délivrée sur la sortie 28c du filtre 28. La valeur de correction est bornée puis délivrée sur la sortie 26c du deuxième comparateur 26, la valeur de correction étant égale au couple de correction Tcorr.
Les moyens d’élaboration 13 déterminent l’état de roulage du véhicule 1 parmi l’état d’accélération ou l’état de décélération du véhicule 1 à partir de la consigne de couple Tcons de commande du moteur électrique 5 et déterminent la valeur de correction égale à la multiplication de la différence par un gain, la valeur du gain étant choisie selon l’état de roulage du véhicule. Si le véhicule accélère, la valeur dudit gain est égale au premier gain et si le véhicule décélère, la valeur dudit gain est égale au deuxième gain.
Les deuxièmes moyens de détermination 14 déterminent et actualisent la consigne de couple de commande corrigé Tcons-corr à partir de la consigne de couple de commande Tcons et du couple de correction Tcorr délivré par la sortie 26c du deuxième comparateur 26 et les moyens de commande 15 commandent le moteur électrique 5 à partir de la consigne de couple de commande corrigé Tcons-corr. Le comparateur 19 des deuxièmes moyens de détermination 14 déterminent et délivrent sur la sortie 19c la consigne de couple de commande corrigé Tcons-corr égale à la différence entre la consigne de couple de commande Tcons délivrée sur la première entrée 19a et le couple de correction Tcorr délivré sur la deuxième entrée 19b.
Le couple de correction Tcorr est déterminé à partir d’une estimation de la vitesse de rotation du moteur électrique 5 et permet d’atténuer ou supprimer des oscillations du couple délivré par la chaîne de traction 4 pour mouvoir le véhicule, le couple étant le couple délivré par les roues motrices 2.
Le procédé de commande du moteur électrique 5 met en œuvre une estimation de la vitesse de rotation du moteur électrique 5 de sorte que le procédé de commande ne nécessite pas de connaître la vitesse de rotation du moteur électrique permettant de corriger la consigne de couple commandant le moteur électrique 5 avant l’apparition d’oscillations de sorte que les oscillations générées sont atténuées ou supprimées contrairement aux procédés connus de l’état de la technique qui cherchent à compenser les oscillations du couple lorsque lesdites oscillations sont détectées.
Le procédé de commande du moteur électrique 5 est efficace dès qu’une consigne de couple Tcons est générée contrairement aux procédés connus de l’état de la technique qui sont efficaces après une durée d’initialisation nécessaire pour que les boucles de correction de couple s’établissent, la durée d’initialisation débutant lors de l’apparition des oscillations.
Le procédé de commande du moteur électrique 5 corrige préventivement les oscillations.

Claims (10)

  1. Procédé de commande d’un moteur électrique (5) d’une chaîne de traction (4) d’un véhicule automobile (1) électrique ou hybride, le procédé comprenant :
    • une détermination d’un couple de correction (Tcorr),
    • une détermination d’une consigne de couple de commande corrigé (Tcons-corr) du moteur électrique (5) à partir d’une consigne de couple (Tcons) de commande du moteur électrique (5) et du couple de correction, et
    • une commande du moteur électrique (5) à partir de la consigne de couple de commande corrigé,
    caractérisé en ce que
    • le couple de correction (Tcorr) est déterminé à partir d’une estimation de la vitesse de rotation (ωm) du moteur électrique (5) pour atténuer ou supprimer des oscillations d’un couple (Tl) délivré par la chaîne de traction (4) pour mouvoir le véhicule (1).
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la chaîne de traction (4) comprend des roues motrices (2) du véhicule automobile, le moteur électrique (5) entraînant les roues motrices du véhicule automobile (1), l’estimation de la vitesse de rotation du moteur électrique comportant :
    • une détermination de la vitesse de rotation (ωw) des roues (2) du véhicule automobile, et
    • la détermination de l’estimation de la vitesse de rotation (ωm) du moteur électrique (5) à partir d’un modèle de la chaîne de traction (4) ayant des paramètres d’entrée comportant la vitesse de rotation (ωw) des roues (2) du véhicule automobile et la consigne de couple de commande corrigé (Tcons-corr) commandant le moteur électrique.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la détermination du couple de correction (Tcorr) comprend :
    • une détermination de la vitesse de rotation (ωm) du moteur électrique (5),
    • une détermination de la différence entre l’estimation de la vitesse de rotation du moteur électrique et la vitesse de rotation (ωm) du moteur électrique (5),
    • une détermination d’un état de roulage du véhicule parmi un état d’accélération ou un état de décélération du véhicule automobile (5) à partir de la consigne de couple (Tcons) de commande du moteur électrique,
    • une détermination d’une valeur de correction égale à la multiplication de la différence par un gain, la valeur du gain étant choisie selon l’état de roulage du véhicule, et
    • un bornage de la valeur de correction entre une borne inférieure prédéterminée et une borne supérieure prédéterminée, la valeur de correction bornée étant égale au couple de correction.
  4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la vitesse de rotation (ωm) du moteur électrique (5) est déterminée à partir de la vitesse de rotation (ωw) de roues (2) du véhicule automobile.
  5. Dispositif de commande (6) pour un moteur électrique (5) d’une chaîne de traction (4) d’un véhicule automobile (1) électrique ou hybride, le dispositif comprenant :
    • des premiers moyens (11) de détermination configurés pour déterminer un couple de correction (Tcorr),
    • des deuxièmes moyens (14) de détermination configurés pour déterminer une consigne de couple de commande corrigé (Tcons-corr) du moteur électrique (5) à partir d’une consigne de couple (Tcons) de commande du moteur électrique et du couple de correction (Tcorr), et
    • des moyens de commande (15) configurés pour commander le moteur électrique (5) à partir de la consigne de couple de commande corrigé (Tcons-corr),
    caractérisé en ce que les premiers moyens (11) de détermination sont configurés pour déterminer le couple de correction (Tcorr) à partir d’une estimation de la vitesse de rotation (ωm) du moteur électrique (5) pour atténuer ou supprimer des oscillations d’un couple (Tl) délivré par la chaîne de traction (4) pour mouvoir le véhicule (1).
  6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel la chaîne de traction (4) comprend des roues motrices (2) du véhicule automobile (1), le moteur électrique (5) étant configuré pour entraîner les roues motrices du véhicule automobile, les premiers moyens (11) de détermination comprenant des moyens d’estimation (12) de la vitesse de rotation (ωm) du moteur électrique (5), les moyens d’estimation étant configurés pour :
    • mettre en œuvre un modèle (MODEL) de la chaîne de traction (4) ayant des paramètres d’entrée comportant la vitesse de rotation (ωw) des roues (2) du véhicule automobile et la consigne de couple de commande corrigé (Tcons-corr) commandant le moteur électrique (5), et
    • déterminer l’estimation de la vitesse de rotation (ωm) du moteur électrique (5) à partir de la mise en œuvre du modèle de la chaîne de traction (4).
  7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel la chaîne de traction (4) comprend en outre une boîte de vitesse (9) et un arbre de transmission (10), les roues motrices (2) étant disposées aux extrémités de l’arbre de transmission, le moteur (5) étant configuré pour entraîner l’arbre de transmission par l’intermédiaire de la boîte de vitesse, et
    le modèle de la chaîne de traction comportant :
    • une première inertie (Jm) modélisant le moteur électrique (5),
    • une deuxième inertie (JW) modélisant les roues motrices (2),
    • un jeu (J),
    • un rapport de transformation (i) modélisant la boîte de vitesse (9), et
    • un coefficient de raideur (k) et un coefficient d’amortissement (c) modélisant l’arbre de transmission (10).
  8. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel les premiers moyens (11) de détermination comprennent des moyens d’élaboration (13) du couple de correction (Tcorr) configurés pour :
    • déterminer la différence entre l’estimation de la vitesse de rotation (ωm) du moteur électrique (5) et la vitesse de rotation (ωm) du moteur électrique,
    • déterminer un état de roulage du véhicule (1) parmi un état d’accélération ou un état de décélération du véhicule automobile à partir de la consigne de couple (Tcons) de commande du moteur électrique,
    • déterminer une valeur de correction égale à la multiplication de la différence par un gain, la valeur du gain étant choisie selon l’état de roulage du véhicule, et
    • borner la valeur de correction entre une borne inférieure prédéterminée et une borne supérieure prédéterminée, la valeur de correction bornée étant égale au couple de correction (Tcorr).
  9. Dispositif selon la revendication 8, comportant en outre des troisièmes moyens (16) de détermination configurés pour déterminer la vitesse de rotation (ωm) du moteur électrique (5) à partir de la vitesse de rotation de roues (2) du véhicule automobile (1).
  10. Véhicule automobile (1) électrique ou hybride, comportant une chaîne de traction (4) comprenant un moteur électrique (5), et un dispositif de commande (6) selon l’une quelconque des revendications 5 à 9 relié au moteur électrique.
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