FR3164676A1 - Procede de reduction de couple d’une machine electrique en cas de manque d’adherence au sol d’un vehicule - Google Patents

Procede de reduction de couple d’une machine electrique en cas de manque d’adherence au sol d’un vehicule

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Abstract

Procédé de réduction d'un couple de machine électrique en cas de manque d’adhérence des roues au sol dans un véhicule automobile électrique ou hybride comprenant un essieu motorisé électriquement, le véhicule comprenant un système de contrôle de stabilité dynamique (ESP) avec une fonction antipatinage, une machine électrique (ME1) et une unité de commande (UCE1) en charge de piloter le couple, le procédé comprenant comprenant :1- acquisition de la vitesse de rotation de roue de chacune des roues,2- génération d’une limite basse de vitesse de rotation et d’une limite haute,3- transmission de la limite basse et de la limite haute, depuis le système de contrôle de stabilité dynamique vers l’unité de commande,4- réduction de couple moteur, par l’unité de commande, si la vitesse de rotation courante devient supérieure à la limite haute ou si la vitesse de rotation courante devient inférieure à la limite basse. Figure 2

Description

PROCEDE DE REDUCTION DE COUPLE D’UNE MACHINE ELECTRIQUE EN CAS DE MANQUE D’ADHERENCE AU SOL D’UN VEHICULE
La présente invention se rapporte généralement au domaine des systèmes antipatinage dans les véhicules automobiles, notamment dans les véhicules électriques ou hybrides. On s'intéresse ici en particulier à un véhicule avec au moins un essieu, avant ou arrière, équipé d'une chaîne de traction électrique, à savoir avec une machine électrique et une transmission à différentiel entraînant les deux roues de l’essieu en question.
Dans un véhicule automobile, les roues motrices sont aptes à transmettre un couple vers le sol, ce couple étant défini par rapport à l'axe de la roue en question.
La transmission du couple vers le sol dépend du coefficient de frottement entre le pneumatique et le sol à l'endroit de la zone de contact entre le pneumatique et le sol, que l'on peut aussi appeler généralement ‘adhérence’.
Il peut arriver que le coefficient de frottement ne permette pas de passer le couple appliqué entre le pneumatique et le sol auquel cas un glissement de la roue se produit.
Un tel glissement se produit notamment par exemple en cas d'un effort de freinage conséquent. Un tel glissement peut se produire aussi dans le cas d’un couple de motricité à transmettre vers le sol.
Le couple de motricité peut être positif c'est à dire que le couple a tendance à accroître la vitesse du véhicule, ou le couple peut être négatif ce qui correspond au cas où le couple a tendance à faire décroître la vitesse du véhicule (freinage, frein moteur y compris via un couple de machine électrique résistif avec la machine électrique en mode génératrice).
On s'intéresse dans le présent document en particulier à la fonction antipatinage, cette fonction consistant à réduire le couple appliqué aux roues par un groupe motopropulseur ou électromoteur dans le cas où l'adhérence entre le pneumatique et le sol s’avère insuffisante pour passer le couple appliqué entre le pneumatique et le sol.
Plus généralement, la présente invention concerne l’anti-patinage en traction (appelé dans le métier ASR) et l’anti-patinage en frein moteur (appelé dans le métier MSR).
Dans une chaîne de traction électrique, en mode zéro émission, le moment d'inertie des pièces tournantes (rotor de machine et élément de transmission dont différentiel et le cas échéant réducteur) est plus petit que le moment d'inertie équivalent dans un moteur à combustion interne lequel met en jeu un équipage mobile incluant vilebrequin, volant moteur, bielles et pistons. Il faut aussi noter que le couple disponible d'une motorisation électrique est très conséquent à une vitesse de rotation faible ou nulle.
Par conséquent, lors d'une forte accélération en partant de la vitesse nulle, une situation de glissement de patinage peut se produire.
De même, au cours de l'avancement du véhicule, un brusque changement d'adhérence de la zone de contact entre le pneumatique et le sol peut conduire à un glissement, que le couple soit positif c'est-à-dire en traction ou négatif c'est-à-dire en frein moteur.
On remarque que ceci est valable non seulement pour le cas habituel de la marche avant (déplacement longitudinal vers l'avant du véhicule), mais aussi pour le cas occasionnel de la manœuvre en marche arrière.
Dans l'art connu, le système antipatinage identifie le problème de glissement puis élabore une consigne de couple à demander au contrôle moteur et transmet cette consigne de couple au calculateur de contrôle moteur. On note que le contrôle moteur exécute la plus faible des consignes de couple entre celle qui résulte de la volonté du conducteur et celle qui est demandée par le système antipatinage (en général plus faible dans le cas d'une situation de patinage de traction et plus élevée dans la situation de glissement en frein moteur / freinage récupératif).
Ce processus de correction prend un certain temps, dans la pratique quelques dizaines de millisecondes par exemple un temps compris entre 60 millisecondes et 100 millisecondes.
Pendant ce temps, et au vu du faible moment d'inertie en mode électrique, comme mentionné plus haut, un glissement important de la roue a pu s'installer, c’est-à-dire une envolée du régime de rotation de roue pour le cas de la traction par exemple ou à l’inverse, une diminution drastique dans le cas du frein moteur.
Dans ce contexte, les inventeurs ont cherché à proposer une solution pour réduire le temps de réaction de la fonction antipatinage et ainsi diminuer l’amplitude des glissements de roue, afin d'améliorer la stabilité du véhicule.
Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un procédé de réduction d'un couple de machine électrique en cas de manque d’adhérence des roues au sol dans un véhicule automobile électrique ou hybride comprenant au moins un essieu motorisé électriquement grâce à un groupe électromoteur, le véhicule comprenant un système de contrôle de stabilité dynamique incluant au moins une fonction antipatinage agissant sur le groupe électromoteur, le groupe électromoteur comprenant au moins une machine électrique et au moins une unité de commande motrice en charge de piloter le couple généré par la machine électrique en temps réel, au moins en fonction d’une consigne représentative d’une volonté d’un conducteur du véhicule, le procédé comprenant une boucle de base comprenant :
1- acquisition, par le système de contrôle de stabilité dynamique, de la vitesse de rotation de roue de chacune des roues de l’essieu motorisé,
2- génération par le système de contrôle de stabilité dynamique d’une limite basse de vitesse de rotation et d’une limite haute de vitesse de rotation d’un arbre de référence du groupe électromoteur,
3- transmission de la limite basse de vitesse de rotation et de la limite haute de vitesse de rotation, depuis le système de contrôle de stabilité dynamique vers l’unité de commande motrice,
4- réduction de couple moteur, par l’unité de commande motrice, si la vitesse de rotation courante de l’arbre de référence devient supérieure à la limite haute de vitesse de rotation ou si la vitesse de rotation courante de l’arbre de référence devient inférieure à la limite basse de vitesse de rotation.
Grâce à ces dispositions, le temps de réaction est réduit à une valeur comprise entre 15 ms et 30 ms, à comparer aux 60 ms à 100 ms pour la boucle d’anti-patinage classique.
Ceci permet d'éviter un emballement transitoire de la roue glissante ou des roues glissantes. Le procédé proposé fonctionne comme une régulation préventive qui intervient plus tôt que la régulation dite curative fournie par le système antipatinage classique. En d’autres termes, le procédé proposé entame la fonction anti-patinage en local dans l'unité de commande de la machine électrique, puis passe le relais à la fonction anti-patinage contrôlé par le système de contrôle de stabilité dynamique.
Bien entendu, si la réduction de couple mise en œuvre par l'unité de commande de la machine électrique ne suffit pas, la boucle de régulation/rétroaction d’anti-patinage du système de freinage intervient dans un deuxième temps et régule le glissement de patinage, en contrôlant la commande de couple (tracteur ou résistant) à la baisse, voire en actionnant sélectivement une action de freinage individuel sur une roue qui glisse.
L’entité « arbre de référence du groupe électromoteur » est un élément tournant dans la chaîne cinématique. On note d'ores et déjà ici que l'on peut choisir pour l'arbre de référence du groupe électromoteur, soit la sortie de la machine électrique c'est-à-dire l'arbre portant le rotor, soit la couronne d'entrée du différentiel en aval du réducteur. En pratique, on travaille sur la demi-somme des vitesses de roue de l'essieu concerné, l'unité de commande motrice ignore en effet le delta de vitesse entre les deux roues de l’essieu.
Par ailleurs, comme il sera vu plus loin, ce que l’on appelle ‘consigne représentative d’une volonté du conducteur du véhicule’ peut provenir directement de la pédale d'accélérateur ou bien peut être issue d'un système d'aide à la conduite comme par exemple un régulateur de vitesse, un limiteur de vitesse, ou encore un régulateur de vitesse à suivi de distance adaptatif.
Par ailleurs, comme il sera vu plus loin, l'invention proposée peut s'appliquer à un seul essieu (train avant ou train arrière du véhicule) mais peut s'appliquer tout autant à une configuration à deux essieux du même véhicule.
Dans la suite du document, on appellera « calculateur ASR » le calculateur du système de contrôle de stabilité dynamique du véhicule réalisant la fonction anti-patinage, le terme « calculateur ASR » n'impliquant aucune limitation fonctionnelle de ce calculateur, les fonctions ABS, MSR et ESP pouvant être réalisées par ce calculateur.
Selon une option avantageuse, la boucle de base est exécutée itérativement avec une fréquence de récurrence d’au moins 100 Hz, préférentiellement d’au moins 200 Hz.
On remarque que les limites basses et hautes de vitesse de rotation sont toujours disponibles et rafraichies dans l'unité de commande motrice et cela avant même que le glissement ne commence. Il n'y a donc pas de retard lié à la communication entre le système de contrôle de stabilité dynamique et l'unité de commande de motrice.
Selon un exemple particulier, la boucle de base est exécutée itérativement avec une fréquence de 250 Hz, à savoir une période de boucle de 4 ms.
Selon une réalisation, le système de contrôle de stabilité dynamique (e.g. en particulier le calculateur ASR) calcule une vitesse de référence, à savoir une vitesse de déplacement longitudinal instantanée du véhicule, afin de générer les limites basse et haute de vitesse de rotation, la vitesse de référence étant élaborée à partir des vitesses de rotation instantanée de chacune des roues du véhicule, notamment les dernières valeurs échantillonnées, i.e. les plus récentes.
Le calcul de la vitesse de référence peut faire appel optionnellement en outre à des informations délivrées par au moins un capteur d’accélération longitudinale.
C'est à partir de la vitesse de référence que le calculateur ASR, au regard d'un glissement généralement toléré, calcule la limite basse de vitesse et la limite haute de vitesse et la transmet à l'unité de commande motrice.
On note que la vitesse de référence correspond à la vitesse de la caisse du véhicule.
Selon une réalisation, l’arbre de référence du groupe électromoteur est un arbre de sortie de la machine électrique.
Il s'agit généralement de l'arbre qui porte le rotor de la machine électrique. Moyennant quoi, les informations de vitesse sont directement utilisables par l'unité de commande motrice. En effet, il est prévu un capteur de position et vitesse sur l'arbre rotor dans la conception de base de la machine électrique.
C'est donc en pratique le calculateur ASR qui prend en compte le rayon moyen des roues, le ratio de démultiplication ou de réduction entre la sortie du moteur et les arbres de transmission homocinétique vers les roues.
Selon une solution alternative, l'arbre de référence pourrait correspondre à la couronne d'entrée du différentiel qui correspond sans glissement à la vitesse de rotation des roues. Dans ce cas, c'est l'unité de commande motrice qui doit gérer le ratio de réduction par rapport à l'arbre du rotor de la machine.
Selon une réalisation, dans des circonstances où le couple généré par la machine électrique est tracteur, à savoir ayant tendance à faire augmenter l’énergie cinétique du véhicule, c'est la limite haute de vitesse de rotation qui va être sollicitée.
Ce cas de figure correspond à un patinage à l’accélération. Il peut survenir en marche avant mais aussi en marche arrière.
Selon une réalisation, dans des circonstances où le couple généré par la machine électrique est résistant, à savoir ayant tendance à faire diminuer l’énergie cinétique du véhicule, c'est la limite basse de vitesse de rotation qui va être sollicitée.
Ce cas de figure correspond à un patinage à la décélération par frein-moteur. Là aussi, ceci peut survenir en marche avant mais aussi en marche arrière.
Selon une réalisation, le système de contrôle de stabilité dynamique communique avec l’unité de commande motrice via un bus de données CAN avec un débit d’au moins 500 kilobits/s. En pratique on peut utiliser un réseau CAN avec un débit de 1 mégabit/s, sans exclure une version à plus haut débit, voir l'utilisation d'un autre type de réseau rapide. On note qu’on peut utiliser un réseau multiplexé privatif pour les échanges de données entre le calculateur ASR et l'unité de commande motrice.
Un tel débit rapide permet de transmettre et mettre à jour à haute fréquence les limites basse et haute de vitesse de rotation.
Selon une réalisation, le procédé peut comprendre en outre une transmission d’une consigne de couple anti-glissement émise par le système de contrôle de stabilité dynamique vers l’unité de commande motrice, et une exécution de ladite consigne de couple anti-glissement par l’unité de commande motrice.
Dès lors une telle consigne de couple anti-glissement est émise par le calculateur ASR et reçue par l’unité de commande motrice, alors cette consigne de couple vient remplacer la consigne de couple issue de la volonté du conducteur. Cela conduit à une réduction de valeur de couple (tracteur ou résistant).
En d'autres termes, la consigne de couple anti-glissement émanant du système de contrôle de stabilité dynamique prévaut transitoirement sur la consigne de couple émanant du conducteur.
La présente invention vise aussi un véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant au moins un essieu motorisé électriquement grâce à un groupe électromoteur, un système de contrôle de stabilité dynamique incluant au moins une fonction antipatinage agissant sur le groupe électromoteur, le groupe électromoteur comprenant au moins une machine électrique et au moins une unité de commande motrice en charge de piloter le couple généré par la machine électrique en temps réel, l’unité de commande motrice étant configurée pour mettre en œuvre le procédé tel que défini précédemment.
Cela peut concerner typiquement un véhicule hybride qui comprend un groupe motopropulseur avec moteur à combustion interne sur le train avant (sur l'essieu avant) et un groupe électromoteur avec une chaîne de traction électrique sur l'essieu arrière.
La présente invention vise aussi un véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant un premier essieu motorisé électriquement grâce à un premier groupe électromoteur et un deuxième essieu motorisé électriquement grâce à un deuxième groupe électromoteur, un système de contrôle de stabilité dynamique incluant au moins une fonction antipatinage agissant sur les premier et deuxième groupes électromoteurs, le premier groupe électromoteur comprenant au moins une première machine électrique et au moins une première unité de commande motrice en charge de piloter le couple généré par la première machine électrique en temps réel, le deuxième groupe électromoteur comprenant au moins une deuxième machine électrique et au moins une deuxième unité de commande motrice en charge de piloter le couple généré par la deuxième machine électrique en temps réel, la première unité de commande motrice et la deuxième unités de commande motrice étant configurées pour mettre en œuvre le procédé tel que défini précédemment.
Cela concerne typiquement un véhicule électrique qui comprend un groupe électromoteur avec une chaîne de traction électrique sur l'essieu avant et un autre groupe électromoteur avec une autre chaîne de traction électrique sur l'essieu arrière.
L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l’invention, dans lesquelles :
  • FIG. 1illustre schématiquement en vue de dessus un synoptique du véhicule équipé de la fonction antipatinage ;
  • FIG. 2montre un bloc diagramme illustrant le fonctionnement du procédé selon la présente invention ;
  • FIG. 3représente un premier exemple de chronogramme d'une situation en accroissement de vitesse ;
  • FIG. 4représente un deuxième exemple de chronogramme d'une situation en décroissance de vitesse.
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
Sur laFIG. 1, un véhicule VHL est représenté de manière schématique, avec un train avant AV à roues directrices et motrices et un train arrière ARR à roues motrices sélectivement (en mode dit ‘4x4’).
Le véhicule en question peut être un véhicule de tourisme, un véhicule utilitaire, un fourgon, un véhicule de loisir, un minibus, un autocar, un camion, etc.
Le train avant, ou essieu avant, est motorisé grâce à un premier groupe électromoteur. Le premier groupe électromoteur est équipé d'une première machine électrique notée ME1 et comprend une première transmission TR1.
La première machine électrique ME1 est en engagement avec les arbres de roues 21G,21D du train avant via la première transmission TR1.
Comme connu en soi et non décrit en détails, la première transmission TR1 comprend un différentiel et un réducteur qui permet d'abaisser la vitesse de rotation en partant de la vitesse de rotation de la machine électrique notée ω1 jusqu’à la vitesse de rotation les arbres de roues avant 21G,21D.
On détermine ainsi un premier rapport de transmission R1 entre ω1 et la vitesse de rotation les arbres de roues avant 21G,21D, de sorte que la vitesse de rotation de la couronne du différentiel est égale à R1 x ω1, aussi noté sous forme compacte R1ω1.
Le groupe électromoteur du train avant peut comprendre le cas échéant un moteur à combustion interne (cas d'un véhicule hybride).
Le train arrière ou essieu arrière, est motorisé grâce à un deuxième groupe électromoteur. Le deuxième groupe électromoteur est équipé d'une deuxième machine électrique notée ME2 et comprend une deuxième transmission TR2.
La deuxième machine électrique ME2 est en engagement sélectif avec les arbres de roues 22G,22D du train avant via la deuxième transmission TR2.
Comme connu en soi et non décrit en détails, la deuxième transmission TR2 comprend un différentiel et un réducteur qui permet d'abaisser la vitesse de rotation en partant de la vitesse de rotation de la machine électrique notée ω2 jusqu’à la vitesse de rotation les arbres de roues arrière 22G,22D.
On détermine ainsi un deuxième rapport de transmission R2 entre ω2 et la vitesse de rotation les arbres de roues arrière 22G,22D, de sorte que la vitesse de rotation de la couronne du différentiel est égale à R2 x ω2, aussi noté sous forme compacte R2ω2.
Dans le cas normal, le train avant tourne à la même vitesse que le train arrière, donc on a substantiellement R1ω1= R2ω2.
Ceci est également vrai dans les courbes où le différentiel est sollicité, même si les roues extérieures tournent plus vite que les roues intérieures, l'égalité ci-dessus reste vraie au niveau des couronnes de différentiel.
La première machine électrique ME1 est pilotée par une première unité de commande UCE1 via un dispositif de puissance appelé onduleur INV1 (ou ‘inverter’ dans le jargon du métier) lequel comprend des commutateurs de puissance relié aux phases du stator. La première unité de commande est nommée ici première unité de commande motrice.
De manière similaire, la deuxième machine électrique ME2 est pilotée par une deuxième unité de commande UCE2 via un dispositif de puissance appelé onduleur INV2.
De plus, il est prévu une unité de supervision aussi appelée superviseur SUP, configurée pour coordonner les besoins en motricité positive et en freinage récupératif.
Pour communiquer entre eux, il est prévu que la première unité de commande UCE1, la deuxième unité de commande UCE2, le calculateur superviseur SUP et le calculateur de gestion batterie 13 communiquent via un réseau multiplexé 15, par exemple un réseau de type CAN, comme connu en soi.
Le débit du réseau CAN est d’au moins 500 kilobits/s. En pratique, on peut utiliser un réseau CAN avec un débit de 1 mégabit/s. Si besoin on peut utiliser un réseau multiplexé privé pour éviter toute latence dans la transmission des messages du calculateur ASR vers l'unité de commande motrice.
Le véhicule est équipé d'une batterie BATT, autrement appelé batterie de traction, ou encore pack batterie. La technologie électrochimique de la batterie peut être quelconque au sens de la présente invention. Il peut s'agir par exemple d'une technologie lithium-ion.
Comme connu en soi, il est prévu un calculateur de gestion batterie 13, autrement appelé dans le métier BMS de l'anglais ‘Battery Management System’, dont les fonctions ne sont pas détaillées ici.
Bien que laFIG. 1illustre une configuration avec deux essieux motorisés électriques, la présente invention s'applique aussi à une configuration avec un seul essieu motorisé électrique.
Le véhicule est équipé d'un système de système de contrôle de stabilité dynamique noté ESP incluant au moins une fonction antipatinage.
De plus généralement, le système de contrôle de stabilité dynamique inclut comme connu en soi une fonction antiblocage des roues dite ABS.
Pour la fonction antipatinage, le système de contrôle de stabilité dynamique ESP agit sur les groupes électromoteurs s'il y en a deux ou sur le groupe électromoteur s'il y en a un seul.
On s'intéresse ici en particulier à la fonction antipatinage, cette fonction consistant à réduire le couple (tracteur ou résistant, i.e. positif ou négatif) appliqué aux roues par le groupe électromoteur dans le cas où l'adhérence entre le pneumatique et le sol s’avère insuffisante.
Pour rappel, la présente invention concerne l’anti-patinage en traction (appelé dans le métier ASR) et l’anti-patinage en frein moteur (appelé dans le métier MSR), et le calculateur en charge de ces fonctions est baptisé calculateur ASR par souci de concision.
Comme illustré à laFIG. 2, le système de contrôle de stabilité dynamique ESP acquiert les signaux remontant des capteurs de vitesse de roue, au nombre de quatre, un sur chaque roue.
Ces informations sont notées VRARG, VRARD, pour les signaux de roue arrière gauche et droite respectivement, et VRAVG, VRAVD pour les signaux de roue avant gauche et droite respectivement.
Comme illustré à laFIG. 2, le calculateur ASR acquiert aussi les informations en provenance d'un capteur d'accélération 3 axes noté 31 et d'un capteur d'angle volant noté 32.
Par ailleurs, le bloc repéré 30 représente la volonté du conducteur qui peut selon les cas provenir directement de la pédale d'accélérateur. Dans d'autres situations de conduite, on assimile aussi à la volonté du conducteur une consigne qui peut être issue d'un système d'aide à la conduite de type régulation de vitesse, la consigne n’est plus liée directement à la position de la pédale d'accélérateur.
La consigne de couple moteur issu de la volonté du conducteur est notée TTL.
Avantageusement selon la présente invention, le calculateur ASR calcule en permanence une vitesse de référence et génère en fonction de cette vitesse de référence d'une part une limite basse de vitesse de rotation d’un arbre de référence du groupe électromoteur et d'autre part une limite haute de vitesse de rotation de l’arbre de référence du groupe électromoteur.
Selon un exemple d'implémentation, on choisit comme arbre de référence l'arbre de sortie de la machine électrique du groupe électromoteur considéré, à savoir en pratique l'arbre qui porte le rotor. On note que la machine électrique comprend de base un capteur qui mesure la position et la vitesse de l'arbre rotor.
Pour le premier groupe électromoteur, l'unité de commande motrice UCE1 reçoit en provenance du calculateur ASR la limite basse notée ω1min et la limite haute notée ω1max.
De manière analogue, pour le deuxième groupe électromoteur, l'unité de commande motrice UCE2 reçoit en provenance du calculateur ASR la limite basse notée ω2min et la limite haute notée ω2max.
Si la vitesse de rotation courante de l’arbre de référence (ω1 resp. ω2) devient supérieure à la limite haute de vitesse de rotation (ω1max resp. ω2max), l’unité de commande motrice (UCE1 ou respectivement UCE2) réduit le couple tracteur appliqué à la machine électrique ME1 (ou respectivement ME2).
De manière similaire, si la vitesse de rotation courante de l’arbre de référence (ω1 resp. ω2) devient inférieure à la limite basse de vitesse de rotation (ω1min resp. ω2min), l’unité de commande motrice (UCE1 ou respectivement UCE2) réduit le couple résistant à la machine électrique ME1 (ou respectivement ME2).
Le procédé proposé fait donc appel à la boucle de base suivante :
1- acquisition, par le système de contrôle de stabilité dynamique, (en l’occurrence le calculateur ASR) de la vitesse de rotation de roue de chacune des roues de l’essieu motorisé,
1b- calcul de la vitesse de référence du véhicule,
2- génération par le système de contrôle de stabilité dynamique (en l’occurrence le calculateur ASR) d’une limite basse de vitesse de rotation et d’une limite haute de vitesse de rotation d’un arbre de référence du groupe électromoteur,
3- transmission de la limite basse de vitesse de rotation et de la limite haute de vitesse de rotation, depuis le système de contrôle de stabilité dynamique (en l’occurrence le calculateur ASR) vers l’unité de commande motrice,
4- réduction de couple moteur, par l’unité de commande motrice, si la vitesse de rotation courante de l’arbre de référence devient supérieure à la limite haute de vitesse de rotation ou si la vitesse de rotation courante de l’arbre de référence devient inférieure à la limite basse de vitesse de rotation.
La boucle de base de ces étapes est exécutée itérativement avec une fréquence de récurrence d’au moins 100 Hz, préférentiellement d’au moins 200 Hz. On obtient ainsi une réactivité remarquable qui permet d'éviter un emballement transitoire précoce d'une roue glissante. Le confort et la sécurité du conducteur et des occupants du véhicule en est améliorée. Par ailleurs, l’endommagement des pneumatiques est aussi réduit.
Sur laFIG. 2, TQS1 désigne la consigne de couple calculée par calculateur superviseur SUP à destination du premier groupe électromoteur et issue de la volonté du conducteur. TQS2 désigne la consigne de couple calculée par calculateur superviseur SUP à destination du deuxième groupe électromoteur et issue de la volonté du conducteur.
TQC1 désigne la consigne de couple demandé par le calculateur ASR à destination de la première unité de commande motrice UCE1. TQC2 désigne la consigne de couple demandé par le calculateur ASR à destination de la deuxième unité de commande motrice UCE2.
Sur laFIG. 2, la référence 61 désigne un ensemble de fonctions logicielles chargées de mettre en œuvre la limitation de couple dans l'unité de commande motrice UCE1, et la référence 62 désigne un ensemble de fonctions logicielles chargées de mettre en œuvre la limitation de couple dans la deuxième unité de commande motrice UCE2.
ω1 désigne la vitesse de rotation de l'arbre rotor de la première machine électrique ME1. ω2 désigne la vitesse de rotation de l'arbre rotor de la deuxième machine électrique ME2.
On a illustré à laFIG. 3des circonstances où le couple généré par la machine électrique est tracteur, à savoir le couple généré a tendance à faire augmenter l’énergie cinétique du véhicule. LeFIG. 3illustre un cas de départ arrêté, i.e. la vitesse est nulle au début de la séquence et concerne le premier essieu motorisé.
La courbe notée 41 représente la succession des limites basses de vitesse (ω1min resp. ω2min) mises à disposition par le calculateur ASR. La courbe notée 42 représente la succession des limites hautes de vitesse (ω1max resp. ω2max) mises à disposition par le calculateur ASR.
Les courbes 43 et 44 représentent au cours du temps la vitesse de rotation de l'arbre de référence dans l’essieu motorisé considéré.
La courbe 43 illustre le comportement résultant d'une vitesse de roue en perte d'adhérence sans la mise en œuvre de la présente invention, alors que la courbe 44 représente le comportement résultant d'une vitesse de roue en perte d'adhérence avec la mise en œuvre de la présente invention. On constante que l'envolée de régime de rotation de l'arbre de référence entre les instants t1 et t2 a été complètement gommée.
On note que c'est la limite haute 42 de vitesse de rotation qui est sollicitée, dans ces circonstances où le couple généré par la machine électrique est tracteur.
On a illustré à laFIG. 4des circonstances où le couple généré par la machine électrique est résistant, à savoir le couple généré a tendance à faire diminuer l’énergie cinétique du véhicule.
La courbe notée 51 représente la succession des limites basses de vitesse mises à disposition par le calculateur ASR. La courbe notée 52 représente la succession des limites hautes de vitesse mises à disposition par le calculateur ASR.
Les courbes 53 et 54 représentent au cours du temps la vitesse de rotation de l'arbre de référence dans l’essieu motorisé considéré.
La courbe 53 illustre le comportement résultant d'une vitesse de roue en perte d'adhérence sans la mise en œuvre de la présente invention, alors que la courbe 54 représente le comportement résultant d'une vitesse de roue en perte d'adhérence avec la mise en œuvre de la présente invention. On constante que le creux de régime de rotation de l'arbre de référence entre les instants t1 et t2 a été complètement gommé.
On note que c'est la limite basse 51 de vitesse de rotation qui est sollicitée, dans ces circonstances où le couple généré par la machine électrique est résistant.
En référence aux figures 3 et 4, l'intervalle de temps entre les instants t1 et t2 est dans un exemple de l'ordre de 10 ms à 30 ms. C'est donc une intervention précoce que l'on peut qualifier de ‘préventive’ si on la compare à l'intervention classique de la fonction antipatinage qui intervient avec un temps de réponse un peu plus long.
Le procédé prévoit aussi une transmission d’une consigne de couple anti-glissement émise par le système de contrôle de stabilité dynamique vers l’unité de commande motrice, et une exécution de ladite consigne de couple anti-glissement par l’unité de commande motrice.
Dès lors que la consigne de couple anti-glissement est émise par le calculateur du système de contrôle de stabilité dynamique et reçue par l’unité de commande motrice, alors cette consigne de couple vient remplacer la consigne de couple issue de la volonté du conducteur. Cela conduit à une réduction de couple (tracteur ou résistant). En d'autres termes, la consigne de couple anti-glissement émanant du système de contrôle de stabilité dynamique prévaut transitoirement sur la consigne de couple émanant du conducteur, et procure une réduction de valeur de couple très réactive.
Le reste du temps, en temps normal, la consigne de couple anti-glissement est neutre et c’est la consigne de couple issue de la volonté du conducteur qui prévaut.

Claims (10)

  1. Procédé de réduction d'un couple de machine électrique en cas de manque d’adhérence des roues au sol dans un véhicule automobile électrique ou hybride comprenant au moins un essieu motorisé électriquement grâce à un groupe électromoteur, le véhicule comprenant un système de contrôle de stabilité dynamique (ESP) incluant au moins une fonction antipatinage agissant sur le groupe électromoteur, le groupe électromoteur comprenant au moins une machine électrique (ME1) et au moins une unité de commande motrice (UCE1) en charge de piloter le couple généré par la machine électrique en temps réel, au moins en fonction d’une consigne représentative d’une volonté d’un conducteur du véhicule, le procédé comprenant une boucle de base comprenant :
    1- acquisition, par le système de contrôle de stabilité dynamique, de la vitesse de rotation de roue de chacune des roues de l’essieu motorisé,
    2- génération par le système de contrôle de stabilité dynamique d’une limite basse de vitesse de rotation et d’une limite haute de vitesse de rotation d’un arbre de référence du groupe électromoteur,
    3- transmission de la limite basse de vitesse de rotation et de la limite haute de vitesse de rotation, depuis le système de contrôle de stabilité dynamique vers l’unité de commande motrice,
    4- réduction de couple moteur, par l’unité de commande motrice, si la vitesse de rotation courante de l’arbre de référence devient supérieure à la limite haute de vitesse de rotation ou si la vitesse de rotation courante de l’arbre de référence devient inférieure à la limite basse de vitesse de rotation.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boucle de base est exécutée itérativement avec une fréquence de récurrence d’au moins 100 Hz, préférentiellement d’au moins 200 Hz.
  3. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le système de contrôle de stabilité dynamique calcule une vitesse de référence, à savoir une vitesse de déplacement longitudinal instantanée du véhicule, afin de générer les limites basse et haute de vitesse de rotation, la vitesse de référence étant élaborée à partir des vitesses de rotation instantanée de chacune des roues du véhicule, et optionnellement en outre à des informations délivrées par au moins un capteur d’accélération longitudinale.
  4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l’arbre de référence du groupe électromoteur est un arbre de sortie de la machine électrique.
  5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans des circonstances où le couple généré par la machine électrique est tracteur, à savoir ayant tendance à faire augmenter l’énergie cinétique du véhicule, c'est la limite haute de vitesse de rotation qui va être sollicitée.
  6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans des circonstances où le couple généré par la machine électrique est résistant, à savoir ayant tendance à faire diminuer l’énergie cinétique du véhicule, c'est la limite basse de vitesse de rotation qui va être sollicitée.
  7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le système de contrôle de stabilité dynamique communique avec l’unité de commande motrice via un bus de données CAN avec un débit d’au moins 500 kilobits/s.
  8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant en outre une transmission d’une consigne de couple anti-glissement émise par le système de contrôle de stabilité dynamique vers l’unité de commande motrice, et une exécution de ladite consigne de couple anti-glissement par l’unité de commande motrice.
  9. Véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant au moins un essieu motorisé électriquement grâce à un groupe électromoteur, un système de contrôle de stabilité dynamique (ESP) incluant au moins une fonction antipatinage agissant sur le groupe électromoteur, le groupe électromoteur comprenant au moins une machine électrique (ME1) et au moins une unité de commande motrice (UCE1) en charge de piloter le couple généré par la machine électrique en temps réel, l’unité de commande motrice étant configurée pour mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
  10. Véhicule automobile électrique ou hybride, comprenant un premier essieu motorisé électriquement grâce à un premier groupe électromoteur et un deuxième essieu motorisé électriquement grâce à un deuxième groupe électromoteur, un système de contrôle de stabilité dynamique (ESP) incluant au moins une fonction antipatinage agissant sur les premier et deuxième groupes électromoteurs, le premier groupe électromoteur comprenant au moins une première machine électrique (ME1) et au moins une première unité de commande motrice (UCE1) en charge de piloter le couple généré par la première machine électrique en temps réel, le deuxième groupe électromoteur comprenant au moins une deuxième machine électrique (ME2) et au moins une deuxième unité de commande motrice (UCE2) en charge de piloter le couple généré par la deuxième machine électrique en temps réel, la première unité de commande motrice et la deuxième unité de commande motrice étant configurées pour mettre en œuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
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