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Title:
SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING A MOTOR VEHICLE WITH INDEPENDENT REAR ELECTRIC MACHINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/080028
Kind Code:
A1
Abstract:
Method for controlling a motor vehicle comprising an internal combustion engine (2) coupled to a first axle set and to at least two electric machines (7, 8) each one coupled to one wheel of a second axle set, the method comprises the following steps: the speed of at least one of the electric machines (7, 8) is determined, the determined speed is compared against a threshold, and if the determined speed is above said threshold the maximum torque of the electric machines (7, 8) is influenced in order to limit the rotational speed of said machines.

Inventors:
KETFI-CHERIF AHMED (FR)
LAUNAY GREGORY (FR)
MALOUM ABDELMALEK (FR)
SCHEFFGES OLIVIER (FR)
DEBERT MAXIME (FR)
Application Number:
PCT/EP2013/074680
Publication Date:
May 30, 2014
Filing Date:
November 26, 2013
Export Citation:
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Assignee:
RENAULT SA (FR)
MICHELIN RECH TECH (CH)
MICHELIN & CIE (FR)
International Classes:
B60K1/02; B60K6/52; B60K7/00; B60K28/16; B60L50/16; B60W30/18; B60W30/184
Domestic Patent References:
WO2009120463A22009-10-01
WO2010136072A12010-12-02
Foreign References:
US6008606A1999-12-28
EP1327547A22003-07-16
EP1527928A12005-05-04
US20110301792A12011-12-08
Attorney, Agent or Firm:
CASALONGA, Axel et al. (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 . Procédé de commande d'un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne (2) couplé à un premier train de roues et à au moins deux machines électriques (7 , 8) couplées chacune à une roue d'un deuxième train de roues,

le procédé étant caractérisé par le fait qu' il comprend les étapes suivantes :

on détermine la vitesse d' au moins une des machines électriques (7, 8),

on compare la vitesse déterminée à un seuil,

si la vitesse déterminée est supérieure au dit seuil, on agit sur le couple maximal des machines électriques (7,8) de façon à limiter la vitesse de rotation desdites machines .

2. Procédé de commande selon la revendication 1 , dans lequel, on détermine la vitesse des machines électriques (7, 8) à partir de la valeur maximale parmi les vitesses de rotation des machines électriques (7, 8) gauche et droite sur une période de temps prédéterminée.

3. Procédé de commande selon la revendication 2, dans lequel, on détermine la vitesse des machines électriques (7, 8) à partir des mesures des vitesses de rotation des roues droite et gauche du deuxième train de roues et de la valeur maximale parmi les vitesses de rotation des roues gauche et droite sur une période de temps prédéterminée

4. Procédé de commande selon l 'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel

on détermine si la vitesse de rotation des machines électriques (7, 8) est supérieure à un premier seuil de vitesse,

si tel est le cas, on régule le couple maximal des machines électriques (7, 8) pour limiter leur vitesse de rotation. Alternativement, si la vitesse de rotation des machines électriques (7, 8) est supérieure à un deuxième seuil de vitesse supérieur au premier seuil,

on émet une consigne de couple maximal nul pour les machines électriques (7, 8),

5. Procédé de commande selon l 'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier train de roues est le train avant 5 , le deuxième train de roues étant le train arrière.

6. Système de commande d'un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne (2) couplé à un premier train de roues et au moins deux machines électriques (7, 8) couplées chacune à une roue du deuxième train de roues, le système de commande (4) étant relié au moteur à combustion interne (2) et aux machines électriques (7, 8),

le système étant caractérisé par le fait qu' il comprend

un moyen de détermination ( 15) de la vitesse des machines électriques,

un moyen de détermination ( 16) de conditions d' activation d'une limitation de la vitesse de rotation des machines électriques, et un moyen de régulation ( 1 7) du couple des machines électriques.

7. Système de commande selon la revendication 6, dans lequel, le système de commande (4) est relié aux machines électriques (7, 8) par une première liaison de données ( 12),

le moyen de détermination ( 15) de la vitesse des machines électriques étant apte à déterminer une vitesse limite des machines électriques (7, 8) égale à la valeur maximale parmi les vitesses de rotation des machines électriques (7, 8) gauche et droite transmises par la première liaison de données ( 12) sur une période de temps prédéterminée.

8. Système de commande selon la revendication 6, dans lequel, le système de commande (4) est relié à un moyen de commande du système de freinage ( 13) du véhicule par une deuxième liaison de données ( 14), le moyen de détermination ( 15) de la vitesse des machines électriques comprenant un moyen de recalcul ( 15 a) des vitesses des machines électriques apte à recalculer la vitesse de chacune des machines électriques (7, 8) à partir des mesures des vitesses de rotation des roues droite et gauche du deuxième train de roues transmises par la deuxième liaison de données ( 14), si les vitesses de rotation des machines électriques (7, 8) ne sont pas transmises par la première liaison de données ( 12),

9. Système de commande selon l 'une quelconque des revendications 6 à 8 , dans lequel, le moyen de détermination des conditions d' activation de la limitation de vitesse comprend un moyen de mémorisation ( 16a) d'un premier seuil de vitesse et un moyen de mémorisation ( 16b) d'un deuxième seuil de vitesse supérieur au premier seuil.

10. Système de commande selon la revendication 9 , comprenant un premier comparateur ( 19) de la vitesse des machines électriques (7,8) au premier seuil de vitesse et un moyen de régulation du couple maximal des machines électriques (7, 8) en fonction du signal du premier comparateur ( 19), des vitesses des machines électriques (7, 8) .

1 1 . Système de commande selon l 'une quelconque des revendications 9 ou 10, comprenant un deuxième comparateur (20) de la vitesse des machines électriques (7, 8) au deuxième seuil de vitesse et un moyen pour imposer une consigne de couple maximal nul des machines électriques (7,8) en fonction du signal du deuxième comparateur (20) .

Description:
Système et procédé de commande d'un véhicule automobile à machines électriques arrières indépendantes.

L 'invention a pour domaine technique le contrôle des véhicules hybrides, et plus particulièrement le contrôle des véhicules hybrides à machines électriques arrières indépendantes .

Les véhicules hybrides à moteurs-roues comprennent deux systèmes de traction et proposent ainsi une offre complémentaire à celle des véhicules tout électrique.

Le premier système de traction de tels véhicules est purement électrique . Il comprend, sur le train arrière, deux machines électriques de traction du type « moteurs roues » .

Le second système de traction est un groupe motopropulseur thermique composé d'un moteur thermique et d'une boite robotisée.

Le véhicule est principalement destiné à un usage électrique urbain mais doit également être utilisable en usage extra-urbain.

Le fonctionnement thermique permet au véhicule une autonomie supp lémentaire et une vitesse maximale plus importante comparée au mode électrique.

Le fonctionnement électrique est donc volontairement limité à une vitesse maximale, par exemple de 90 km/h. Un système de désaccouplement permet de libérer les machines électriques au-delà de cette vitesse. On peut ainsi dimensionner les machines électriques sur une plage de vitesse suffisante, diminuer les pertes du véhicule, et donc la consommation énergétique, au-delà de 90 km/h et disposer d'une barrière de sécurité supplémentaire pour assurer au conducteur le contrôle du véhicule en cas de disfonctionnement du système de traction électrique.

Compte tenu de la conception de ce véhicule, il est indispensable de protéger les machines électriques de traction d 'un risque de survitesse en fonctionnement. Pour cela on limite la vitesse des machines électriques dans toutes les conditions de fonctionnement nominal, y comprit lorsque une roue patine ou ne touche plus le sol. On évite ainsi d' avoir une roue qui s ' emballe. On doit également pouvoir assurer ce niveau de protection tant en fonctionnement nominal qu' en cas de dysfonctionnement partiel ou complet du système de traction électrique.

De l ' état de la technique, on connaît les documents suivants .

Le document US20090033264A 1 divulgue un dispositif standard de limitation et de régulation de la vitesse d'un véhicule.

Le document WO200735 146A 1 divulgue un dispositif de contrôle en vitesse d 'un élément de la chaîne cinématique d'un véhicule motorisé.

Le document WO201023998A 1 divulgue un dispositif de régulation et de limitation de la vitesse d'un véhicule automobile.

Il subsiste ainsi un besoin pour un système et un procédé de commande aptes à prévenir un risque de survitesse en fonctionnement des machines électriques de traction.

Un obj et de l ' invention est un procédé de commande d'un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne couplé à un premier train de roues et à au moins deux machines électriques couplées chacune à une roue d'un deuxième train de roues. Le procédé comprend les étapes suivantes :

on détermine la vitesse d' au moins une des machines électriques,

on compare la vitesse déterminée à un seuil,

si la vitesse déterminée est supérieure au dit seuil, on agit sur le couple maximal des machines électriques de façon à limiter la vitesse de rotation desdites machines.

On peut déterminer la vitesse des machines électriques à partir de la valeur maximale parmi les vitesses de rotation des machines électriques gauche et droite sur une période de temps prédéterminée.

On peut déterminer la vitesse des machines électriques à partir des mesures des vitesses de rotation des roues droite et gauche du deuxième train de roues et de la valeur maximale parmi les vitesses de rotation des roues gauche et droite sur une période de temps prédéterminée

On peut déterminer si la vitesse de rotation des machines électriques est supérieure à un premier seuil de vitesse,

si tel est le cas, on régule le couple maximal des machines électriques pour limiter leur vitesse de rotation.

Alternativement, si la vitesse de rotation des machines électriques est supérieure à un deuxième seuil de vitesse supérieur au premier seuil,

on émet une consigne de couple maximal nul pour les machines électriques .

Le premier train de roues peut être le train avant, le deuxième train de roues pouvant être le train arrière .

Un autre objet de l 'invention est un système de commande d 'un véhicule automobile comprenant un moteur à combustion interne couplé à un premier train de roues et au moins deux machines électriques couplées chacune à une roue du deuxième train de roues, le système de commande étant relié au moteur à combustion interne et aux machines électriques . Le système comprend un moyen de détermination de la vitesse des machines électriques, un moyen de détermination de conditions d' activation d'une limitation de la vitesse de rotation des machines électriques et un moyen de régulation du couple des machines électriques.

Le système de commande peut être relié aux machines électriques par une première liaison de données, le moyen de détermination de la vitesse des machines électriques pouvant être apte à déterminer une vitesse limite des machines électriques égale à la valeur maximale parmi les vitesses de rotation des machines électriques gauche et droite transmises par la première liaison de données sur une période de temps prédéterminée.

Le système de commande peut être relié à un moyen de commande du système de freinage du véhicule par une deuxième liaison de données, le moyen de détermination de la vitesse des machines électriques pouvant comprendre un moyen de recalcul des vitesses des machines électriques apte à recalculer la vitesse de chacune des machines électriques à partir des mesures des vitesses de rotation des roues droite et gauche du deuxième train de roues transmises par la deuxième liaison de données, si les vitesses de rotation des machines électriques ne sont pas transmises par la première liaison de données.

Le moyen de détermination des conditions d' activation de la limitation de vitesse peut comprendre un moyen de mémorisation d'un premier seuil de vitesse et un moyen de mémorisation d'un deuxième seuil de vitesse supérieur au premier seuil.

Le système de commande peut comprendre un premier comparateur de la vitesse des machines électriques au premier seuil de vitesse et un moyen de régulation du couple maximal des machines électriques en fonction du signal du premier comparateur, des vitesses des machines électriques .

Le système de commande peut comprendre un deuxième comparateur de la vitesse des machines électriques au deuxième seuil de vitesse et un moyen pour imposer une consigne de couple maximal nul des machines électriques en fonction du signal du deuxième comparateur.

D ' autres buts, caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée uniquement en tant qu' exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :

- la figure 1 illustre les principaux éléments d'un système de commande des machines électriques d'un véhicule hybride, et

- la figure 2 illustre les principales étapes du procédé de commande des machines électriques d'un véhicule hybride.

La figure 1 illustre le système de commande 4 des machines électriques 7, 8 d 'un véhicule hybride 1 muni également d'un moteur à combustion interne 2. Les machines électriques 7, 8 sont couplées chacune à une roue 9, 10 du train 1 1 de roues arrières, les machines électriques 7,8 étant indépendantes l 'une de l ' autre . Le système de commande 4 est particulièrement adapté à la commande des machines électriques 7,8 lorsque le moteur à combustion interne 2 est actif.

Le système de commande 4 est relié au système de traction électrique 3 comprenant les deux machines électriques 7, 8 par une liaison CAN (acronyme anglais pour « Controller Area Network ») dite première liaison de données 12 permettant notamment de transmettre la vitesse de rotation de chacune des machines électriques 7, 8.

Le système de commande 4 communique également avec un moyen de commande du système de freinage 13 par une autre liaison CAN, dite deuxième liaison de données 14. La vitesse de rotation de chacune des roues arrière droite et arrière gauche est transmise au système de commande 4 par la deuxième liaison de données 14.

Le système de commande 4 comprend un moyen de détermination 15 de la vitesse des machines électriques relié en sortie à un moyen de détermination 16 de conditions d' activation d'une limitation de la vitesse de rotation des machines électriques lui-même relié en sortie à un moyen de régulation 17 du couple des machines électriques et à un moyen 1 8 pour imposer un couple maximal nul des machines électriques .

Le moyen de détermination 15 de la vitesse des machines électriques est relié en entrée par la première liaison de donnée 12 à des capteurs de vitesse des roues arrières 9, 10 et de vitesse des machines électriques 7,8. Le moyen de détermination 15 de la vitesse des machines électriques comprend un moyen de recalcul 1 5 a des vitesses des machines électriques en fonction de la vitesse de rotation des roues arrières .

Le moyen de détermination 16 de conditions d' activation d'une limitation de la vitesse de rotation des machines électriques comprend un moyen de mémorisation 1 6a d'un premier seuil de vitesse et un moyen de mémorisation 16b d'un deuxième seuil de vitesse.

Un premier comparateur 19 est connecté en entrée au moyen de détermination 15 de la vitesse des machines électriques et au moyen de mémorisation 16a d'un premier seuil de vitesse. Un deuxième comparateur 20 est connecté en entrée au moyen de détermination 15 de la vitesse des machines électriques et au moyen de mémorisation 16b d'un deuxième seuil de vitesse.

Le moyen de régulation 17 du couple des machines électriques est relié en entrée au premier comparateur 19 et en sortie à chacune des machines électriques 7, 8.

Le moyen 1 8 pour imposer un couple maximal nul des machines électriques est relié en entrée au deuxième comparateur 20, et en sortie à chacune des machines électriques 7, 8.

Le procédé de commande comprend des étapes au cours desquelles on détermine la vitesse des machines électriques 7,8 en fonction de la vitesse de rotation de chacune des roues arrières 9, 10 et de la vitesse de rotation de chacune des machines électriques 7, 8 arrières, on compare les vitesses des machines électriques 7, 8 à des seuils, afin de, si besoin, limiter ou annuler le couple des machines électriques 7, 8.

Ces différentes étapes sont décrites plus en détail ci-dessous en références à la figure 2.

Au cours d'une première étape 21 , on détermine la vitesse des machines électriques 7, 8 en fonction de signaux de vitesses de rotation transmis par les machines électriques 7, 8 à travers la première liaison de données 12 sur une période de temps prédéterminée, par exemple 1 0 millisecondes.

Alternativement, si les vitesses de rotation des machines électriques 7, 8 ne sont pas déterminables en fonction des signaux transmis par la première liaison de données 12 pour différentes raisons (capteurs défaillants, dysfonctionnement de la première liaison de données 12, panne de tout le système de traction électrique, etc .), on recalcule, au cours d 'une deuxième étape 22, la vitesse des machines électriques 7, 8 (droite et gauche) à partir des mesures des vitesses de rotation des roues du deuxième train de roues (droite et gauche) transmises par la deuxième liaison de données 14. Ce calcul peut s ' effectuer en multipliant la vitesse de chacune des roues par un coefficient correspondant au rapport de démultiplication des pignons reliant chaque roue à son moteur électrique.

Lors d'un fonctionnement normal, on peut donc connaître la vitesse des machines électriques 7, 8 et réaliser une limitation de la vitesse de rotation des roues dans toutes les conditions de fonctionnement, y compris lorsque un roue patine ou ne touche plus le so l. On peut également assurer la limitation lors d'un dysfonctionnement partiel ou complet du système de traction électrique par le biais d'un recalcul des valeurs alors indisponibles.

Au cours d'une troisième étape 23 , on détermine si la vitesse de rotation des machines électriques 7, 8 est supérieure à un premier seuil de vitesse mémorisé. Si tel est le cas, au cours d'une quatrième étape 24, on régule le couple de toutes les machines électriques 7, 8 en dessous d'un couple maximal permettant de limiter leur vitesse de rotation.

Cela permet de limiter le couple de traction (et donc la vitesse des machines) tout en assurant une continuité de couple (et donc un agrément de conduite de qualité) .

Au cours d'une cinquième étape 25 , on détermine si la vitesse de rotation des machines électriques 7, 8 est supérieure à un deuxième seuil mémorisé. Si tel est le cas, au cours d'une sixième étape 26, on émet une consigne de couple maximal nul à destination des machines électriques 7, 8.

Cela permet d' imposer un couple nul aux roues pour être certain de faire baisser la vitesse des machines électriques 7, 8.

Le procédé et le système de commande 4 permettent ainsi de limiter la vitesse de rotation des machines électriques 7,8 afin d' éviter leur endommagement sous l ' effet de forces de traction imposées par le moteur à combustion interne 2.