DISPOSITIF D'ESTIMATION DE GRANDEURS PHYSIQUES POUR TRANSMISSION INFINIMENT VARIABLE

L'invention concerne le domaine des transmissions infiniment variables pour véhicule automobile.

L'invention concerne en particulier le domaine des dispositifs d'estimation d'état utilisés pour le pilotage de telles transmissions.

Les transmissions infiniment variables se distinguent en particulier des boîtes de vitesses par le fait que le rapport des vitesses entre l'arbre relié aux roues du véhicule et l'arbre relié au moteur thermique peut varier d'une manière continue. Il n'est pas nécessaire d'intercaler un embrayage entre le moteur thermique du véhicule et la transmission.

On connaît des transmissions infiniment variables qui comprennent deux machines électriques dont l'une peut fonctionner en générateur et l'autre en moteur. Ainsi, la puissance motrice est transmise du moteur thermique aux roues du véhicule par au moins une voie mécanique et par une voie électrique parallèle.

En faisant varier la proportion de l'énergie transmise par une voie ou par l'autre, il est possible, avec une même configuration mécanique, de faire varier le rapport de la vitesse de l'arbre relié aux roues sur la vitesse de l'arbre relié au moteur thermique. La courbe reliant ce rapport de vitesse à la proportion d'énergie transmise par la voie électrique est une caractéristique de la configuration mécanique de la transmission.

Dans les demandes de brevets FR 2 847 015 et FR 2 847 321

(RENAULT), les transmissions infiniment variables décrites présentent plusieurs trains épicycloïdaux et plusieurs modes de fonctionnement. Chacun des modes de fonctionnement présente une courbe caractéristique. Le fait de changer de mode de fonctionnement permet d'optimiser le rendement énergétique de la transmission pour une plage étendue de rapport de vitesses. Une difficulté de ce type de transmission est que le changement de mode ne peut se faire que pour une certaine coïncidence de vitesses entre des organes internes à la transmission.

Par ailleurs, les véhicules automobiles présentent souvent un calculateur présentant plusieurs couches de supervision afin de gérer les relations des différents organes du véhicule.

L'invention propose un dispositif d'estimation d'état pour transmission infiniment variable de véhicule automobile, ainsi qu'une telle transmission, apte à déterminer des grandeurs physiques d'entrée/sortie de la transmission, permettant à une couche supérieure de supervision du véhicule de piloter le moteur thermique

et les deux machines électriques pour atteindre un point de fonctionnement du GMP calculé en temps réel.

Selon un mode de réalisation, l'invention porte sur un dispositif d'estimation pour transmission de véhicule automobile, infiniment variable entre trois arbres d'entrée reliés à deux machines électriques, à un moteur thermique et un arbre de sortie relié à des roues du véhicule. Le dispositif comprend au moins des moyens de détermination en temps réel des vitesses de rotation et des couples exercés sur les arbres d'entrée des deux machines électriques.

Le dispositif tient compte des inerties, perçues par les arbres d'entrée ou de sortie, des organes extérieurs à la transmission reliés cinématiquement aux dits arbres d'entrée ou de sortie.

Le dispositif comprend un moyen de calcul, en fonction desdites inerties, d'au moins le couple exercé sur l'arbre de sortie.

Un tel dispositif permet de suivre non seulement le lien cinématique mais également le lien dynamique entre des arbres d'entrée et l'arbre de sortie de la transmission. Le fait d'intégrer dans le calcul les inerties extérieures à la transmission permet, à partir de la valeur en temps réel de certaines grandeurs physiques d'entrée/sortie de la transmission telles que des couples ou des vitesses, de calculer une estimation également en temps réel d'autres grandeurs physiques de la transmission, telle que le couple de sortie. Cela permet une supervision du véhicule plus robuste aux perturbations et aux bruits de mesure.

Selon un mode de réalisation, l'invention porte sur un dispositif pour une transmission infiniment variable présentant au moins un mode de fonctionnement. Le dispositif est apte à déterminer en temps réel des grandeurs physiques prises parmi les couples et/ou les vitesses des arbres d'entrée et/ou de sortie. Le nombre de grandeurs physiques déterminées est adapté au nombre de degrés de liberté dudit mode de fonctionnement de façon que le moyen de calcul soit apte à calculer une valeur estimée de l'ensemble des autres couples et/ou vitesses des arbres d'entrée et/ou sortie de la transmission. Lorsque la transmission infiniment variable présente une pluralité de modes de fonctionnement, le dispositif peut comprendre un moyen de calcul dédié pour chacun des modes de la transmission. Il comprend en outre un capteur d'état du mode de fonctionnement en cours et un moyen de sélection du moyen de calcul dédié à activer. Cela permet en particulier de déterminer le comportement dynamique des différents organes de la transmission y compris lorsqu'il y a une interruption momentanée du lien cinématique entre les arbres d'entrée et de sortie. Cela permet

de connaître le comportement dynamique de la transmission lors des phases transitoires entre deux changements de modes et permet d'assurer une continuité d'estimation des grandeurs physiques liées à la transmission pouvant être utilisées par une couche supérieure de supervision du véhicule. Avantageusement, le dispositif comprend un moyen de détermination des couples internes exercés sur une pluralité d'organes internes à la transmission en fonction des couples appliqués aux trois arbres d'entrée et à l'arbre de sortie de la transmission.

Cela permet de choisir l'endroit où l'on va introduire physiquement un capteur de couple et/ou de vitesse, qui n'est plus obligé d'être disposé sur l'arbre dont on a besoin particulièrement de connaître le couple et/ou la vitesse, par exemple pour déterminer une coïncidence de vitesse nécessaire pour changer de mode.

Selon un mode de réalisation, au moins un moyen de calcul est de type récursif selon une fréquence d'échantillonnage. Le fait de disposer simultanément des valeurs déterminées, mesurées ou calculées à un instant antérieur à l'instant en cours ainsi que des valeurs des couples et des inerties affectant, dans l'instant en cours, les arbres d'entrée/sortie, permet de calculer des vitesses estimées par une formule récursive permettant de calculer par des combinaisons linéaires simples, des variables pour un indice « k+1 » en fonction de données mesurées ou déterminées et des mêmes variables à un indice « k ». Il est également possible de calculer les vitesses estimées par des équations transposant directement les lois de la dynamique. Les dérivées des vitesses peuvent être approchées par une différence entre la vitesse à l'instant antérieur et celle à l'instant en cours. Avantageusement, les moyens de détermination en temps réel des vitesses des arbres d'entrée des deux machines électriques comprennent des capteurs de vitesse.

Avantageusement, les moyens de détermination en temps réel des couples des machines électriques comprennent un capteur de courant d'alimentation desdites machines, un capteur de vitesse et une cartographie de fonctionnement desdites machines.

Avantageusement, le dispositif comprend un moyen de détermination en temps réel du couple généré par la combustion interne du moteur thermique. Le dispositif est apte à déterminer un couple de frottement moteur. Avantageusement, le dispositif comprend un moyen de détermination en temps réel de la vitesse de l'arbre de sortie. Le dispositif est apte à calculer un couple résistant estimé exercé par le véhicule sur l'arbre de sortie.

Le fait de décrire le comportement dynamique de la transmission dans des phases transitoires où le lien cinématique entre les arbres d'entrée et l'arbre de sortie est interrompu, renseigne sur les efforts exercés au cours de cette phase sur l'arbre de sortie par des organes extérieurs à la transmission. Ces efforts incluent le frottement de l'air sur le véhicule et l'adhérence des pneumatiques sur la route.

Selon un autre aspect, l'invention porte sur une transmission. La transmission comprend un dispositif d'estimation, un train épicycloïdal amont et un train épicycloïdal aval présentant chacun trois entrées. La transmission comprend en outre une première et une deuxième chaîne cinématique. La première chaîne cinématique relie l'arbre d'entrée du moteur thermique et une première entrée du train épicycloïdal amont à une première entrée du train épicycloïdal aval. La deuxième chaîne cinématique relie des deuxièmes entrées des trains épicycloïdaux amont et aval et comprend un dispositif de changement de mode. La troisième entrée du train épicycloïdal amont et la deuxième entrée du train épicycloïdal aval sont reliées par une voie électrique de transmission. La troisième entrée du train épicycloïdal aval est reliée aux roues.

Le dispositif de changement de mode introduit le long de la deuxième chaîne cinématique des rapports de transmission pouvant prendre plusieurs valeurs. Ainsi, pour un même rapport de transmission globale entre l'arbre d'entrée du moteur thermique et l'arbre de sortie, la proportion d'énergie transmise par les deux chaînes cinématiques par rapport à celle transmise par la voie électrique peut varier. A chacun des rapports du dispositif de changement de mode correspond un mode de fonctionnement global de la transmission. Le dispositif d'estimation peut permettre de déterminer l'instant approprié pour changer de mode de fonctionnement.

Avantageusement, la première chaîne cinématique comprend un embrayage monté en série le long de la première chaîne cinématique et un frein apte à immobiliser la partie de la première chaîne cinématique comprise entre l'embrayage et la première entrée du train d'engrenage épicycloïdal aval. Avantageusement, la transmission comprend un moyen de calcul dédié à un mode de fonctionnement neutre, activé lorsque l'embrayage et le frein de la première chaîne cinématique sont simultanément ouverts.

Avantageusement, la transmission comprend un moyen de calcul dédié à un mode de fonctionnement de marche arrière, activé lorsque l'embrayage est ouvert et que le frein est fermé.

Avantageusement, la transmission comprend un moyen de calcul dédié à un mode de fonctionnement zéro émission, activé lorsque l'embrayage et le frein sont simultanément fermés.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une illustration d'une transmission infiniment variable et des degrés de liberté de fonctionnement de la transmission ; - la figure 2 est une illustration d'un mode de réalisation d'une telle transmission ; la figure 3 est une illustration d'un dispositif d'estimation ; et la figure 4 est une illustration d'un dispositif d'estimation de type récursif. Comme illustré sur la figure 1, une transmission 1 est reliée à un moteur thermique 2 par un premier arbre d'entrée 3, à une première machine électrique 4 par un deuxième arbre d'entrée 5 et à une deuxième machine électrique 6 par un troisième arbre d'entrée 7 ainsi qu'à des roues 8 du véhicule automobile par un arbre de sortie 9. La première machine électrique 4 et la deuxième machine électrique 6 sont reliées électriquement entre elles et à un accumulateur tampon

10.

Au rendement énergétique de la transmission près, l'énergie fournie par le moteur thermique 2 est égale à la somme des énergies reçues ou transmises aux roues 8 et à l'accumulateur 10. Les grandeurs physiques dynamiques de la transmission 1 comprennent la vitesse de rotation angulaire Wi et le couple transmis Ti du premier arbre d'entrée 3, la vitesse de rotation Wl et le couple Tl du deuxième arbre d'entrée 5, la vitesse de rotation W2 et le couple T2 du troisième arbre d'entrée 7 et la vitesse de rotation Wo et le couple To de l'arbre de sortie 9. Les couples et les vitesses sont des valeurs algébriques pouvant prendre chacune des valeurs positives ou négatives. La puissance transmise par la première machine électrique 4 est le produit WIvTl. Cette puissance transmise est positive ou négative selon que la machine électrique fonctionne en moteur ou en générateur. Si la transmission 1 n'établissait aucun lien cinématique entre les arbres d'entrée et de sortie, chacune des grandeurs physiques dynamiques pourraient évoluer indépendamment l'une de l'autre. Cela signifie qu'une telle transmission

présenterait 8 degrés de liberté et n'aurait aucun intérêt. Le but d'une transmission est que, lorsque le conducteur appuie sur la pédale d'accélérateur, les roues du véhicule soient entraînées, c'est-à-dire qu'il y ait un seul degré de liberté. Le fait de pouvoir stocker une partie de l'énergie produite par le moteur thermique 2 dans l'accumulateur 10, ou de pouvoir puiser de l'énergie dans l'accumulateur 10 autorise un deuxième degré de liberté entre les grandeurs dynamiques de la transmission 1. Une transmission infiniment variable doit donc assurer deux degrés de liberté entre les huit grandeurs dynamiques d'entrée et sortie pour la plupart des modes de fonctionnement de marche avant et de marche arrière. Toutefois, un mode de fonctionnement à un seul degré de liberté peut présenter un intérêt particulier pour assurer par exemple un fonctionnement du véhicule sans aucune émission polluante. L'énergie entraînant le véhicule provient exclusivement de l'accumulateur 10.

Par ailleurs, un mode de fonctionnement à trois degrés de liberté ou plus revient à interrompre le lien cinématique entre les roues et les trois arbres d'entrée

3, 5 et 7. Cette situation existe lorsque le levier de commande de la transmission est en position neutre. Dans ce mode de fonctionnement, ou lorsque l'arbre de sortie est bloqué (pied sur le frein), le moteur thermique peut continuer à recharger l'accumulateur 10 sans exercer de couple sur l'arbre de sortie 9. On va à l'aide de la figure 2 illustrer un mode de réalisation d'une transmission infiniment variable. Les références déjà décrites dans la figure 1 portent les mêmes références et désignent les mêmes entités dans l'ensemble des figures.

Le premier arbre d'entrée 3 est relié cinématiquement à une première entrée d'un train d'engrenage épicycloïdal amont Gl. L'arbre de sortie 9 est relié via un rapport de démultiplication 11 et un différentiel l ia à une troisième entrée d'un train d'engrenage épicycloïdal aval G2. Une première chaîne cinématique relie les premier arbre d'entrée 3 et la première entrée du train épicycloïdal amont Gl à une première entrée du train d'engrenage épicycloïdal aval G2. La première chaîne cinématique comprend successivement la première entrée du train épicycloïdal amont Gl, un dispositif à rapport fixe 12, un embrayage de marche arrière 13, un frein de marche arrière 14 et une première entrée du train d'engrenage épicycloïdal aval G2. Le frein de marche arrière 14 permet d'immobiliser la première entrée du train d'engrenage épicycloïdal aval G2. Une deuxième chaîne cinématique comprend successivement une deuxième entrée du train d'engrenage épicycloïdal amont Gl, un dispositif de

changement de mode 15, un dispositif à rapport fixe 16 et une deuxième entrée du train d'engrenage épicycloïdal aval G2.

L'arbre d'entrée 5 relie la première machine électrique 4 à une troisième entrée du train d'engrenage épicycloïdal amont Gl. L'arbre d'entrée 7 relie la deuxième machine électrique 6 à la deuxième entrée du train d'engrenage épicycloïdal aval G2 par l'intermédiaire d'un dispositif à rapport fixe 16a.

Le dispositif de changement de mode 15 comprend un train d'engrenage épicycloïdal G3 dont une première entrée est reliée à la deuxième entrée du train d'engrenage épicycloïdal amont Gl et la deuxième entrée est reliée au dispositif à rapport fixe 16. Un frein de changement de mode 19 permet d'immobiliser une troisième entrée du train d'engrenage épicycloïdal G3. Les deuxième et troisième entrées du train d'engrenage épicycloïdal G3 sont reliées par un embrayage de changement de mode 18 et un dispositif à rapport fixe 17.

On va maintenant décrire différents modes de fonctionnement de la transmission, et tout d'abord les modes de transmission présentant deux degrés de liberté. Lorsque l'embrayage de marche arrière 13 est fermé et que le frein de marche arrière 14 est ouvert, la première chaîne cinématique relie sans contrainte les premières entrées des trains d'engrenage épicycloïdaux Gl et G2. Lorsque de plus, le frein de changement de mode 19 est fermé et que l'embrayage 18 est ouvert, le dispositif de changement de mode 15 présente un rapport de transmission donné fonction du train d'engrenage épicycloïdal G3 qui s'ajoute au dispositif à rapport fixe 16. Cette configuration correspond à un premier mode de fonctionnement de marche avant.

Lorsque l'embrayage de marche arrière 13 est fermé et que le frein de marche arrière 14 est ouvert, que le frein de changement de mode 19 est ouvert et que l'embrayage de changement de mode 18 est fermé, la première chaîne cinématique relie directement les premières entrées des deux trains épicycloïdaux amont Gl et aval G2. De plus, le dispositif de changement de mode 15 présente un rapport de transmission dépendant du rapport de démultiplication 17. La deuxième chaîne cinématique relie les deuxièmes entrées des trains d'engrenage épicycloïdaux amont Gl et aval G2 avec un rapport correspondant au dispositif 16. Cette configuration correspond à un deuxième mode de fonctionnement de marche avant. Chacun des premier et deuxième modes de fonctionnement de marche avant présente une plage de rapports de transmission entre l'arbre d'entrée 3 et l'arbre de sortie 9 pour lesquels la proportion de l'énergie transitant par la voie électrique entre les machines électriques 4 et 6 est minimum. Les nombres de dentures des différentes entrées des trains d'engrenage épicycloïdaux ainsi que les

rapports de transmission des dispositifs 12, 16 et 17 sont calculés pour que ces deux plages optimisées du point de vue énergétique se succèdent l'une à l'autre. Il peut également être intéressant que la première plage de rapport de transmission optimisée du premier mode de marche avant comprenne un rapport de transmission nul permettant d'arrêter les roues du véhicule sans arrêter le moteur thermique 2.

Lorsque l'embrayage 13 de marche arrière est ouvert et que le frein de marche arrière 14 est fermé, l'énergie est transmise du moteur thermique vers les roues 8 du véhicule en se partageant entre la deuxième chaîne cinématique et la voie électrique. Le sens de rotation des roues est inversé. Cette configuration correspond à un mode de fonctionnement de marche arrière.

Dans les trois modes de fonctionnement précédemment décrits, les machines électriques 3 et 6 peuvent prendre n'importe quelle vitesse Wl et W2 qui sont les deux degrés de liberté de la transmission. Ils permettent de déterminer l'ensemble des autres vitesses de rotation de la transmission.

On va maintenant décrire un mode de fonctionnement à un seul degré de liberté. Lorsque simultanément l'embrayage 13 et le frein 14 de marche arrière ainsi que le frein 19 de changement de mode sont fermés et que l'embrayage de changement de mode 18 est ouvert, l'arbre d'entrée 3 est immobilisé et le dispositif de changement de mode 15 présente un rapport fixe. Dans ce mode de fonctionnement, l'énergie mécanique transite depuis les machines électriques 4 et 6 vers l'arbre de sortie 9. Les vitesses de rotation Wl et W2 des arbres d'entrée 5 et 7 sont liées entre elles. Wl est le seul degré de liberté de la transmission. L'énergie transmise aux roues 8 est directement issue de l'accumulateur 10. Un autre mode de fonctionnement à 1 degré de liberté existe lorsque simultanément l'embrayage de changement de mode 18, le frein de changement de mode 19, l'embrayage de marche arrière 13 sont fermés, et que le frein de marche arrière 14 est ouvert. Dans ce mode de fonctionnement, la deuxième chaîne cinématique est immobilisée ainsi que la deuxième machine électrique 6. Ce mode de fonctionnement est un mode de fonctionnement transitoire entre le premier et le deuxième mode de fonctionnement de marche avant qui présentent deux degrés de liberté.

Un mode de fonctionnement à trois degrés de liberté correspond au cas où seul le frein de changement de mode 19 est fermé et que simultanément, l'embrayage de changement de mode 18, l'embrayage de marche arrière 13 et le frein de marche arrière 14 sont ouverts. Dans ce cas, la chaîne cinématique entre

les arbres d'entrée 3, 5 et 7 et l'arbre de sortie 9 est interrompue. Cela correspond à une position de point neutre de la transmission.

On va maintenant décrire les équations reliant les grandeurs physiques s'exerçant sur les arbres d'entrée 3, 5, 7 et l'arbre de sortie 9, qui dépendent principalement du nombre de degrés de liberté du mode de fonctionnement considéré.

Pour les modes de fonctionnement à un ou à deux degrés de liberté, il existe un lien matriciel fixe ne dépendant que des dentures des engrenages des trains épicycloïdaux entre (Wi, Wo, Wl, W2), ainsi qu'entre (Ti, To, Tl, T2). Cependant, pour un mode de fonctionnement à trois degrés de liberté, lorsque le lien cinématique est interrompu entre les arbres d'entrée 3, 5, 6 et l'arbre de sortie 9, il subsiste un lien dynamique.

En effet, lorsque la transmission fonctionne au point neutre, une partie des pignons de la transmission sont en lien cinématique exclusif avec l'arbre de sortie 9, une autre partie des pignons est en lien exclusif avec l'arbre d'entrée avec l'arbre 3 du moteur et les autres pignons sont en lien cinématique avec les deux arbres 3 et 9. Malgré l'interruption du lien cinématique global entre l'arbre d'entrée 3 et l'arbre de sortie 9, l'arbre de sortie 3 continue d'être en lien avec l'inertie du véhicule et avec un couple de frottement Tro du véhicule. Le couple de frottement Tro intègre notamment le frottement du véhicule sur l'air et le frottement des pneumatiques sur la route. L'ensemble de ces efforts provoque l'emballement des pignons reliés exclusivement à l'arbre de sortie 9. De même, l'arbre d'entrée 3 du moteur thermique 2 est relié en permanence à l'inertie du moteur et à un couple résistant Trth du moteur thermique. Le couple résistant Trth intègre les frottements internes du moteur. L'arbre d'entrée 3 peut être également soumis à un couple moteur dû à la combustion thermique Tth.

Selon le principe fondamental de la dynamique, la somme des couples exercés sur un arbre est égale au produit de l'inertie perçue par cet arbre multiplié par l'accélération angulaire de l'arbre. Le lien dynamique entre l'arbre d'entrée 3 et l'arbre de sortie 9 est régi par les équations suivantes où apparaissent les trois degrés de liberté que sont les vitesses de rotation Wl de l'arbre d'entrée 5, W2 de l'arbre d'entrée 7 et Wo de l'arbre de sortie 9.

Wl Tl d

Jneu • — Wl Tl +'Meu • (7 (El) dt Wo Tw

Dans l'équation (El), la matrice Mneu est une matrice ligne. Dans le cas particulier de transmission à trois degrés de liberté illustré en figure 2, le troisième terme de la matrice Mneu est nul. En effet, Wi est entièrement déterminé par la connaissance de Wl et de W2. Cependant, ce troisième terme pourrait ne pas être nul pour d'autres configurations de transmission présentant trois degrés de liberté.

La forme de l'équation (El) couvre l'ensemble des liens cinématiques des transmissions à trois degrés de liberté.

Dans l'équation (E2), la matrice 'Mneu est le vecteur transposé de la matrice ligne Mneu. Le terme 'Mneu^Tth +Trth) exprime la contribution en couple de l'arbre d'entrée 3 sur les trois arbres 5, 7 et 9 à travers la transmission.

Les couples Tl, T2, Tro sont les couples exercés directement par l'extérieur de la transmission sur les trois arbres 5, 7 et 9. La matrice Jneu est une matrice 3x3 dont les termes diagonaux expriment l'inertie des trois arbres 5, 7 et 9 ainsi que l'inertie des organes extérieurs à la transmission reliés cinématiquement aux trois arbre 5, 7 et 9. Les termes hors de la diagonale expriment l'inertie induite sur l'un des trois arbres 5, 7 et 9 par l'inertie d'un autre de ces trois arbres 5, 7 et 9 au travers du lien cinématique établi par la transmission. Chacune des trois lignes de l'équation (E2) expriment l'équation générale de la dynamique pour chacun des trois arbres 5, 7 et 9. La somme des couples exercée sur un arbre directement par l'extérieur de la transmission ou au travers de la transmission est égale à la somme des produits des inerties directes ou induites par l'accélération angulaire correspondante.

Dans l'équation (E3), la matrice Aneu est une matrice 2x3 et la matrice Bneu est une matrice 2x2. L'équation (E3) exprime séparément la contribution en couple sur l'arbre d'entrée 3 et sur l'arbre de sortie 9, des couples de frottement

Trth du moteur thermique et Tro du véhicule indépendamment des consignes de couple données aux motorisations que sont le moteur thermique 2 et les deux machines électriques 4 et 6.

L'ensemble des matrices Aneu, Bneu, Mneu, Jneu dépendent des dentures des engrenages et de la configuration de la transmission. Si on connaît en temps réel les grandeurs physiques Wl, W2, Wo, Tl, T2, Tth, les six équations issues de (El), (E2), (E3), permettent de calculer les autres grandeurs physiques Wi, Ti, To, Tro, Trth.

On va maintenant exposer les équations décrivant le comportement dynamique et cinématique des transmissions à deux degrés de liberté que sont les vitesses Wl et W2 des deux machines électriques 4 et 6.

(E4)

L'équation (E4) exprime le lien cinématique des vitesses des arbres 3 et 9 par rapport aux vitesses Wl et W2.

Tth + Trth

(E5) dt Tro

L'équation (E5) exprime le comportement dynamique des arbres 5 et 7.

(E6)

L'équation (E6) exprime les couples s'exerçant sur les arbres 3 et 5, directement et au travers de la transmission.

Les matrices Al, Bl, Ml, Jl dépendent des dentures de la configuration de la transmission pour le premier mode de marche avant précédemment décrit.

Un autre jeu de matrice A2, B2, M2, J2 permet de décrire le comportement du deuxième mode de marche avant. Un autre jeu de matrice Ar, Br, Mr, Jr permet de décrire le comportement du mode de marche arrière.

De manière similaire, les équations décrivant le comportement dynamique et cinématique des transmissions à un degré de liberté sont les suivantes :

Wl

Wi = Mz » Wl (E7)

Wo

Tl a

Jz • — (Wl) = TWMz ' Tth + Trth (E8) dr '

Tw

(E9)

Pour chacun des modes à deux degrés de liberté ainsi que pour le mode à un degré de liberté, si on connaît en temps réel les grandeurs physiques Wl, W2, Tl, T2, Tth, les six équations issues de (E4), (E5), (E6) ou les six équations issues de (E7), (E8), (E9) permettent de calculer les six autres grandeurs physiques que sont Wi, Wo, Ti, To, Tro, Trth.

Comme illustré sur la figure 3, le dispositif d'estimation des grandeurs physiques de la transmission comprend un moyen 20 de détermination en temps réel de six grandeurs physiques que sont les vitesses Wl, W2 et Wo des arbres d'entrée 5 et 7 des machines électriques 4 et 6 et de l'arbre de sortie 9 ainsi que les couples Tl, T2 exercés par les machines électriques 5 et 6 sur les arbres d'entrée 5 et 7 et le couple Tth généré par la combustion interne du moteur thermique.

Dans une variante, le moyen de détermination 20 comprend un ensemble de capteurs mesurant directement les vitesses Wl_mes, W2_mes et Wo_mes, des capteurs de courant d'alimentation des machines électriques 4 et 6 et un capteur de position de l'accélérateur du véhicule. Le moyen de détermination comprend des carto graphies des couples Tl et T2 générés par les machines électriques 4 et 6 et du couple Tth généré par la combustion thermique, en fonction des courants d'alimentation ou de la position de l'accélérateur ainsi que des vitesses de rotation des trois motorisations 2, 4 et 6. Le moyen de détermination 20 comprend un moyen de calcul relié à des mémoires comprenant la cartographie et recevant les signaux représentatifs des vitesses mesurées Wl_mes, W2_mes, Wo_mes, et émet des signaux représentatifs des valeurs déterminées des couples Tl_det, T2_det et Tth det.

Le dispositif d'estimation comprend également un moyen 21 de réception des matrices Al, Bl, Ml, Jl ; un moyen 22 de réception des matrices A2, B2, M2,

J2 ; un moyen 23 de réception des matrices Ar, Br, Mr, Jr ; un moyen 24 de réception des matrices Az, Bz, Mz, Jz ; et un moyen 25 de réception des matrices Aneu, Bneu, Mneu et Jneu.

Dans une variante, le dispositif comprend des mémoires de stockage non représentés des matrices ci-dessus.

Le dispositif comprend également des estimateurs 26, 27, 28, 29 et 30 dédiés respectivement au premier mode de marche avant, au deuxième mode de marche avant, au mode de marche arrière, au mode zéro émission, et au mode neutre. Les estimateurs 26, 27, 28 et 29 reçoivent chacun le même vecteur des cinq grandeurs physiques suivantes Wl_mes, W2_mes, Tl_det, T2_det, Tth_det.

Lesdits estimateurs calculent chacun un vecteur X de six grandeurs physiques estimées : Wi_est, Wo_est, Trth_est, Tro_est, Ti_est et To_est. Les estimateurs dédiés 26, 27 et 28 sont respectivement reliés aux moyens de réception dédiés 21, 22 et 23 et calculent le vecteur X selon l'ensemble des équations (E4), (E5), (E6) et les matrices correspondant au mode de fonctionnement de transmission simulé par l'estimateur dédié correspondant. L'estimateur 29 est relié au moyen de réception 24 et calcule le vecteur X selon les équations (E7), (E8), (E9) et les matrices correspondantes.

L'estimateur 30 reçoit un vecteur de six grandeurs physiques Wl_mes,

W2_mes, Wo_mes, Tl_det, T2_det, Tth_det. L'estimateur 30 calcule un vecteur

X de cinq grandeurs physiques estimées : Wi_est, Trth_est, Tro_est, Ti_est,

To_est selon les équations (El), (E2), (E3) et les matrices correspondant au mode neutre.

Le dispositif d'estimation comprend un capteur d'état 31 relié à l'embrayage 13 et au frein 14 de marche arrière, ainsi qu'à l'embrayage 18 et au frein 19 de changement de mode. Le dispositif comprend en outre un calculateur de mode en cours 32 relié au capteur d'état 31 et pilotant un commutateur 33. En fonction de l'état ouvert ou fermé des organes 13, 14, 18, 19, le commutateur 33 affecte à un bus de sortie 34, le vecteur X issu de l'estimateur dédié 26, 27, 28, 29 ou 30 correspondant au mode de fonctionnement de la transmission en cours.

Les équations (E2), (E5) et (E8) comprennent des valeurs des dérivées des vitesses mesurées Wl_mes, W2_mes et Wo_mes. Les estimateurs dédiés comprennent des moyens de calcul de ces dérivées.

Dans une variante, le dispositif d'estimation comprend des matrices mémorisées pour au moins un mode de fonctionnement permettant de déduire un

certain nombre de couples d'arbres, internes à la transmission, en fonction des couples Tl_mes, T2_mes, Ti_est, To_est. Par exemple, il est intéressant de connaître les couples des arbres le long de la deuxième chaîne cinématique de la transmission de part et d'autre du dispositif 15 de changement de mode. Cela permet d'agir sur les embrayages 18 ou sur le frein 19 à un moment de moindre vitesse relative de part et d'autre de l'embrayage 18 ou du frein 19.

On va maintenant décrire à l'aide de la figure 4 un dispositif d'estimation de type récursif. C'est-à-dire que les estimateurs dédiés 26 à 30 utilisent des formules de calcul récursives pour estimer les grandeurs physiques. Autrement dit, le dispositif d'estimation comporte un bus de retour 35 muni d'un retardateur 36 et comprend également une horloge non représentée imposant une fréquence d'échantillonnage. Tous les autres organes de la figure 4 portant les mêmes références que des organes en figure 3 sont identiques.

Le bus de retour 35 prélève sur le bus de sortie 34 un vecteur X(k) comprenant les grandeurs physiques estimées correspondant au mode de fonctionnement en cours de la transmission à l'instant « k ».

Wi_ est(k)

Trth _est(k)

Tw _est(k)

X(k) = (ElO)

Ti _ est(k)

To _ est{k)

Wo _est(k)

Le retardateur 36 mémorise le vecteur X(k) et le met à la disposition du moyen de détermination 20 et des estimateurs dédiés 26 à 30, à l'instant « k+1 ». Les estimateurs dédiés 26 à 30 calculent chacun respectivement un vecteur estimé X ¹ CkH-I), X ² (k+1), X ^R (k+l), X ^z (k+1), X ^neu (k+1) correspondant à leur mode de fonctionnement respectif selon la formule (El 1) :

^' Tl_àet(k) ^{~ '} Wl_ mes(k) ^~

X ^z (k + l) = C ^z • X ^z (k)+ D ¹ T2_ det(k) + a < W2_mes(k) - E ^z . X ^z {k)

Tth_ det(k) Wo _ mes(k)

Les matrices C ^z , D ^z , E ^z dépendent directement des matrices Az, Bz, Mz, Jz précédemment décrites et sont fournies à l'estimateur 29 par le moyen de

réception 24. De même, les autres estimateurs dédiés 26, 27, 28, 30 reçoivent, ou disposent dans une mémoire, des matrices C, D, E correspondant à leur mode de fonctionnement. Les formes identiques des données de sortie X(k) et d'entrée de chaque estimateur dédié 26 à 30 permet de changer de mode de fonctionnement de la transmission. Par exemple, en passant du mode neutre au premier mode de marche avant entre les instants « k » et « k+1 », l'estimateur dédié au premier mode de marche avant à l'instant « k+1 » utilise pour le calcul de X^k+l), le vecteur X ^neu (k) issu de l'estimateur neutre à l'instant « k ». Dans cet exemple, la valeur W ^neu o_est(k) est simplement ignorée par l'estimateur dédié du premier mode de marche avant. Dans ce dispositif d'estimation, il n'y a pas de calcul des dérivées des vitesses de rotation des arbres. Les estimateurs dédiés 26 à 30 effectuent des opérations simples de multiplication et d'addition. De plus, le fait d'asservir le calcul à partir des grandeurs physiques estimées permet de filtrer les variations ne devant pas être prises en compte et d'assurer une continuité de l'estimation de la transmission quel que soit son mode de fonctionnement.