TITRE DE L’INVENTION : VEHICULE ELECTRIQUE COMPRENANT UN REGULATEUR DE VITESSE ADAPTATIF APPLIQUANT DES CONDITIONS D’INHIBITION DU REGULATEUR, ET PROCEDE SUR LA BASE D’UN TEL VEHICULE

[001] La présente invention revendique la priorité de la demande française N°2208523 déposée le 25.08.2022 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.

[002] L'invention concerne le domaine de la surveillance d’un régulateur de vitesse adaptatif (généralement abrégé « ACC » pour « adaptative cruise control >> en langue anglaise), par un superviseur du groupe motopropulseur sur des véhicules électriques ou hybrides.

[003] Dans l’art antérieur, le régulateur de vitesse adaptatif des véhicules électriques est celui utilisé dans les véhicules thermiques : quand l’utilisateur engage le régulateur de vitesse adaptatif, le superviseur (eVCU) vérifie que le couple de freinage ou d’accélération de la machine électrique en sortie de machine électrique est :

- conforme à une consigne de pilotage du superviseur et conforme à une demande du régulateur de vitesse, pour les phases de redémarrage ; ou

- conforme à une consigne du calculateur de correcteur électronique de trajectoire (généralement appelé ESP) ou de système antiblocage des roues (généralement appelé ABS), pour les phases d’arrêt.

[004] Cette surveillance est actuellement très simple au niveau du superviseur. En effet, le superviseur surveille que la machine électrique respecte bien la consigne de pilotage qu’il envoie suite aux consignes du correcteur électronique de trajectoire (ESP) ou du système antiblocage des roues (ABS) ou aux consignes du régulateur de vitesse.

[005] Mais lors du fonctionnement du régulateur de vitesse adaptatif, les inventeurs ont créé volontairement une défaillance lors de l’activation du régulateur, et ont vu que les surveillances du suivi de consigne de la machine électrique par le superviseur ne sont pas suffisantes pour garantir la totale sécurité du conducteur, des passagers et du véhicule. [006] En effet, la surveillance du couple en sortie de la machine électrique de traction ne veut pas dire que l’on surveille le couple à la roue, car dans le cas où le correcteur électronique de trajectoire freine une roue, le couple en sortie de machine n’arrive plus totalement à la roue, mais une partie est au moins reprise par le système de freinage du véhicule.

[007] Ainsi, la surveillance du couple en sortie de la machine de traction ne garantit pas que le régulateur de vitesse adaptatif fonctionne correctement.

[008] Un objectif de la présente invention est de remédier aux problèmes de l’art antérieur, et notamment de proposer une solution de surveillance mieux adaptée aux véhicules électriques et aux véhicules hybrides, étant mieux sécurisée que dans l’art antérieur vis-à-vis du conducteur, des passagers et du véhicule.

[009] Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un véhicule automobile à machine électrique de traction qui comprend un système de contrôle de véhicule pour contrôler une vitesse et un freinage du véhicule automobile, des roues et un rotor de machine électrique, et un système de régulateur de vitesse, caractérisé en ce que le système de régulateur de vitesse comprend :

- un régulateur de vitesse adaptatif connecté au système de contrôle de véhicule, et configuré pour envoyer des consignes de couple de roue pour contrôler, en circulation, la vitesse et/ou le freinage du véhicule automobile en fonction d’un véhicule précédant,

- un moyen de surveillance de veille pour déterminer si au moins une partie du système de contrôle de véhicule reste en état activé ;

- un moyen de surveillance de consigne pour autoriser une consigne de couple de roue issue du régulateur de vitesse adaptatif, si sa valeur est comprise dans une plage de valeurs de couples autorisés ;

- un moyen d’application de consigne de roue pour envoyer la consigne de couple de roue, si elle est autorisée, au système de contrôle de véhicule ;

- un moyen de surveillance de couple pour déterminer une différence de couples entre un couple effectif de roue mesuré, et la valeur de la consigne de couple de roue ;

- un moyen de surveillance d’accélération pour déterminer si une accélération de rotor, est supérieure à un seuil d’accélération ;

- un moyen d’inhibition de régulateur de vitesse connecté auxdits moyens de surveillance, configuré pour inhiber le régulateur de vitesse adaptif dans au moins une des hypothèses suivantes : si le moyen de surveillance de veille détermine qu’au moins une partie du système de contrôle de véhicule ne reste pas en état activé ; si le moyen de surveillance de consigne n’autorise pas la consigne de couple de roue demandée ; si le moyen de surveillance de couple détermine une différence de couples entre la consigne de couple et le couple effectif supérieure à un seuil de couple ; si le moyen de surveillance d’accélération détermine une accélération de rotor supérieure à un seuil d’accélération.

[010] Avantageusement, l”invention permet d’améliorer la surveillance du régulateur de vitesse adaptatif, en changeant les critères de surveillance de son fonctionnement par le superviseur. En effet, l’invention propose de compléter la surveillance de consigne de couple, notamment par une surveillance de veille, et une surveillance d’accélération.

[011] Selon une variante :

- la plage de valeurs de couples autorisés est comprise entre -200 N.m et 2000 N.m ; et/ou

- le seuil de couple est compris entre 8 N.m et 12 N.m, de préférence de 10 N.m ; et/ou

- le seuil d’accélération est compris entre 2 m/s ² et 3 m/s ² , de préférence de 2,5m/s ² à la roue ; ou compris entre 60 rad/s ² et 80 rad/s ² , de préférence de 70rad/s ² au rotor.

[012] Cela permet de mettre en oeuvre des paramètres objectifs de fonctionnement du système de régulateur de vitesse.

[013] Selon une variante, le moyen de surveillance d’accélération détermine l’accélération du rotor sur la base d’une vitesse de rotation du rotor issue du système de contrôle de véhicule, et d’une valeur d’inertie de chaîne de traction du véhicule automobile.

[014] Cela permet d’obtenir une valeur précise de l’accélération du rotor. [015] Selon une variante, le système de contrôle de véhicule comprend :

- un calculateur de machine électrique contrôlant la machine électrique de traction ; et

- un superviseur de groupe motopropulseur contrôlant le calculateur de machine électrique ; le superviseur de groupe motopropulseur comprenant :

- le moyen de surveillance de veille ;

- le moyen d’application de consigne de roue ;

- le moyen de surveillance de consigne ;

- le moyen de surveillance de couple ;

- le moyen de surveillance d’accélération ;

- le moyen d’inhibition de régulateur de vitesse.

[016] Cela permet d’adapter l’invention à des modèles spécifiques de véhicule automobile.

[017] Selon une variante, le système de contrôle de véhicule comprend un calculateur de freinage contrôlant le freinage du véhicule.

[018] Cela permet d’adapter l’invention à des modèles spécifiques de véhicule automobile.

[019] L’invention a en outre trait à un procédé de régulation de vitesse sur la base d’un système de régulateur de vitesse selon l’invention, comprenant

- une étape de surveillance de veille pour déterminer si au moins une partie du système de contrôle de véhicule reste en état activé ;

- une étape de surveillance de consigne pour autoriser une consigne de couple de roue issue du régulateur de vitesse adaptatif, si sa valeur est comprise dans une plage de valeurs de couples autorisés ;

- une étape d’application de consigne de roue pour envoyer la consigne de couple de roue, si elle est autorisée, au système de contrôle de véhicule ;

- une étape de surveillance de couple pour déterminer une différence de couples entre un couple effectif de roue mesuré, et la valeur de la consigne de couple de roue ;

- une étape de surveillance d’accélération pour déterminer si une accélération du rotor est supérieure à un seuil d’accélération ;

- une étape d’inhibition de régulateur de vitesse pour inhiber le régulateur de vitesse adaptif dans au moins une des hypothèses suivantes : s’il est déterminé à l’étape de surveillance de veille qu’au moins une partie du système de contrôle de véhicule ne reste pas en état activé ; si la consigne de couple de roue demandée n’est pas autorisée à l’étape de surveillance de consigne ; s’il est déterminé à l’étape de surveillance de couple, qu’une différence de couples entre la consigne et le couple effectif est supérieure à un seuil de couple ; s’il est déterminé à l’étape de surveillance d’accélération, qu’une accélération du rotor est supérieure à un seuil d’accélération.

[020] L’invention porte en outre sur un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de régulation de vitesse selon l’invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur.

[021] 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.1] illustre schématiquement le système de régulateur de vitesse selon une variante préférée de l’invention ;

- [Fig.2] illustre schématiquement une section d’architecture de calculateurs convenant à la mise en oeuvre de l’invention.

[022] Les différents calculateurs qui interviennent sur ce sujet dans la variante préférée, sont les suivants :

- un calculateur de la machine électrique de traction MCU : il gère et pilote le fonctionnement de la machine électrique de traction du véhicule ;

- un superviseur du groupe motopropulseur eVCU : il coordonne, pilote, commande et supervise des calculateurs du réseau du véhicule eCAN, dont notamment le calculateur de la machine électrique de traction MCU, et ici un système de gestion de batterie (BMU) et un calculateur de chargeur DCDC (OBC) ;

- le calculateur de freinage pour les systèmes électroniques de freinage, à savoir le correcteur électronique de trajectoire (ESP) ou le système antiblocage des roues (ABS) : il pilote, commande, supervise les systèmes électroniques de freinage ; et il mesure la vitesse du véhicule, en particulier grâce à un codeur angulaire qui compte des angles roues et connaissant la développée de roue en déduit la vitesse du véhicule.

[023] Les calculateurs communiquent entre eux et s'échangent des informations au moyen des différents réseaux de communication du véhicule, notamment les réseaux eCAN, HS1 et HS2 dans la variante illustrée en figure 2.

[024] On voit dans cet exemple que le superviseur eVCU et le dispositif de blocage de stationnement EPL communiquent sur le réseau eCAN ; et le superviseur eVCU et un système de contrôle de freinage FR (pour l’ESP et TABS) communiquent sur le réseau HS1 et HS2.

[025] La fonction de régulation de vitesse adaptative ACC est une fonction qui surveille, en circulation, la distance avec une autre véhicule qui précède le véhicule qui a cette fonction.

[026] En fonction de cette distance et de la variation de cette distance lors d'un roulage avec l’autre véhicule, la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC peut activer les freins du véhicule et arrête le véhicule si l’autre véhicule qui précède s'arrête. Ensuite, la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC peut redémarrer le véhicule si le temps d'arrêt est inférieur à un seuil de temps (2 à 5 secondes en fonction de la calibration de cette fonction). On parlera dans cette demande d’un régulateur de vitesse adaptatif pour la mise en oeuvre de cette fonction.

[027] De préférence, la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC est incluse dans le système de contrôle de freinage incluant des moyens de commandes de correcteur électronique de trajectoire (ESP) ou de système antiblocage des roues (ABS), en particulier dans un calculateur de freinage correspondant.

[028] Alternativement, la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC est incluse dans un autre calculateur, tel que le superviseur eVCU ou un autre calculateur par exemple ceux illustrés en figure 2.

[029] Quand le véhicule possède la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC, si le véhicule se rapproche trop rapidement de l’autre véhicule qui le précède, la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC envoie des consignes au superviseur eVCU et au système de freinage ESP/ABS (calculateur FR). En outre, le superviseur eVCU engage une surveillance des requêtes venant de la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC, pour surveiller que le véhicule ne provoquera pas un accident.

[030] Ainsi, la fonction de surveillance mise au point sur les véhicules électriques est la suivante et se composent de quatre types de vérifications :

[031] En référence à la figure 1 , dans le premier type de vérification, le superviseur eVCU reçoit de la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC, une consigne de couple à la roue Cr à faire réaliser à la chaîne de traction.

[032] Le superviseur eVCU convertit cette consigne de couple à la roue Cr en consigne de couple en sortie machine électrique Cm, en particulier en divisant la consigne du couple à la roue Cr par la démultiplication du réducteur k ou de la boite de vitesse. En outre, le superviseur eVCU envoie cette consigne de couple de sortie machine de traction Cm au calculateur de machine électrique MCU pour la faire réaliser.

[033] Le calculateur de machine électrique MCU réalise la consigne et renvoie le couple effectif Cmm qu'il mesure sur son rotor au superviseur eVCU.

[034] Le superviseur eVCU reçoit l'information du couple effectif Cmm en sortie de la machine de traction.

[035] Un couple effectif à la roue est par exemple déterminé par le superviseur eVCU en multipliant le couple effectif Cmm mesuré du rotor par la démultiplication du réducteur k ou de la boite de vitesse.

[036] Le superviseur eVCU compare ce couple effectif à la roue avec sa consigne initiale de couple à la roue Cr à réaliser.

[037] Si ce couple est différent d'un certain seuil de couple SC (seuil calibré par exemple à 10 N.m), le superviseur eVCU détecte une anomalie et lance la première reconfiguration suivante :

[038] Le superviseur eVCU inhibe (référence I) la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC, c'est-à-dire que même le calculateur FR du système électronique de freinage (ESP/ABS) reçoit l'information que la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC est inhibée et le système électronique de freinage sort du mode régulation de vitesse adaptative.

[039] Le superviseur eVCU peut ensuite remonter un premier code défaut, par exemple P2583-96 (pour information), en particulier en état permanent. [040] Dans une variante, le superviseur eVCU demande à un contrôleur du véhicule de prévenir l'utilisateur que la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC est stoppée. De préférence, un message remonte au tableau de bord indiquant que la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC est stoppée suite à un défaut identifié.

[041] Si l'utilisateur veut relancer la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC, il faut que le conducteur coupe le contact du véhicule et remette le contact du véhicule. Si le superviseur eVCU retrouve le défaut, le superviseur eVCU stoppera à nouveau la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC. Sinon (le superviseur eVCU ne retrouve pas le défaut) à la relance de la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC, le défaut identifié est maintenu en mémoire pour que le service de maintenance soit informé, mais le code défaut (ici P2583-96) passe en particulier en l'état furtif, c'est-à-dire que le défaut est apparu une fois, mais il a été rétabli de lui-même.

[042] Dans le deuxième type de vérification, le superviseur eVCU surveille que le couple demandé par la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC ne conduit pas le véhicule à avoir une accélération supérieure à un seuil d'accélération SA du véhicule.

[043] En particulier, le superviseur eVCU reçoit une consigne de couple à la roue Cr de la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC (comme détaillé précédemment), qu'il transforme en consigne de couple en sortie machine électrique Cm, qu'il transmet au calculateur de machine électrique MCU pour application. Le superviseur eVCU en retour reçoit le couple machine effectif Cmm mesuré par le calculateur de la machine de traction MCU.

[044] Dans la deuxième vérification, le superviseur eVCU reçoit aussi la vitesse de rotation du rotor venant du calculateur de la machine électrique (vitesse que l'on nommera Wr).

[045] Le superviseur eVCU possède dans sa mémoire la valeur de l'inertie de la chaîne de traction (que l'on nommera ici Idt), qui est mesurée en phase de développement et qui est stocké dans la mémoire du superviseur eVCU.

[046] Le superviseur eVCU peut ainsi calculer l'accélération du rotor Ar, par la formule :

CmmxWr

Ar =

Idt ou par la formule :

Avec

Wr t), la vitesse de rotation à un instant t ;

Wr(t + dt), la vitesse de rotation à un instant t + dt ; dt, l'écart de temps entre deux informations de vitesse rotor reçues par le superviseur eVCU et venant du calculateur de machine électrique MCU.

[047] Ensuite le superviseur eVCU compare cette accélération du rotor avec un seuil d'accélération maximal SA propre à cette fonction de régulation de vitesse adaptative.

[048] Ce seuil SA est défini lors de la mise au point de la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC et ce seuil SA est propre à cette fonction de régulation de vitesse adaptative ACC.

[049] En particulier, au niveau du véhicule, on ne veut pas que le véhicule subisse une accélération supérieure à 2,5m/s ² , ce qui se traduit par un seuil au rotor de 70rad/s ² en sortie machine électrique.

[050] Ainsi, un seuil SA de 2,5m/s ² à la roue ou de 70rad/s ² au rotor sont des seuils calibrables lors de la mise au point de la fonction de surveillance de la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC.

[051] Ainsi, si le superviseur eVCU calcule une accélération au rotor en valeur absolue supérieure à SA (soit 70rad/s ² ), le superviseur eVCU détecte une anomalie et lance une deuxième reconfiguration identique ou similaire à la première reconfiguration détaillée plus haut. Le code défaut peut être différent.

[052] La relance du système et le maintien ou non du code défaut sont identiques ou similaires ceux décrits précédemment.

[053] Dans le troisième type de vérification, le superviseur eVCU surveille que le couple demandé par la fonction de régulation de vitesse adaptative reste dans une plage de couples autorisés, propre à la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC.

[054] En particulier, le superviseur eVCU reçoit une consigne de couple à la roue Cr de la fonction de régulation de vitesse adaptative (comme détaillé précédemment), mais avant de convertir ce couple à la roue Cr en couple au rotor et de le transmettre au calculateur de machine électrique MCU comme consigne de couple, le superviseur eVCU vérifie que ce couple à la roue Cr est bien compris entre des valeurs de plage Cmax et Cmin.

[055] Dans la variante préférée, Cmax défini dans la phase de mise au point de la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC, est calibrée par exemple à 2000 N.m ; Cmin est calibrée par exemple à -200 N.m.

[056] Ainsi, si le superviseur eVCU reçoit une consigne de couple à la roue de la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC en dehors de la plage de couple [Cmax, Cmin], le superviseur eVCU détecte une anomalie et lance une troisième reconfiguration identique ou similaire à la première reconfiguration détaillée plus haut. Le code défaut peut être différent.

[057] La relance du système et le maintien ou non du code défaut sont identiques ou similaires ceux décrits précédemment.

[058] Dans le quatrième type de vérification, le superviseur eVCU surveille que son état de fonctionnement reste actif (pas en veille).

[059] Si le superviseur eVCU reçoit de la part d’un contrôleur une demande de s'endormir/se mettre en veille, alors que la fonction de régulation de vitesse adaptative ACC est active, le superviseur eVCU détecte une anomalie et lance une quatrième reconfiguration identique ou similaire à la première reconfiguration détaillée plus haut. Le code défaut peut être différent.

[060] La relance du système et le maintien ou non du code défaut sont identiques ou similaires ceux décrits précédemment.

[061] L’invention est applicable aux véhicules électriques, hybrides et à pile à combustible.