Brevet FR2829801A1 — publié le 20030321

"Moyens de commande pour une transmission à dérivation de puissance" L'invention concerne un groupe motopropulseur de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un groupe motopropulseur de véhicule automobile, du type qui comporte un moteur thermique entraînant au moins une roue du véhicule par l'intermédiaire d'une transmission à dérivation de puissance qui comporte : - un arbre d'entrée accouplé au moteur du véhicule, - un arbre de sortie entraînant un pont lié en rotation aux roues, - des moyens de réduction à engrenages interposés entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie de la transmission, et - des moyens de dérivation de puissance, interposés entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie de la transmission parallèlement aux moyens de réduction à engrenages, qui comportent une première machine électrique, liée mécaniquement en rotation à l'arbre d'entrée et une seconde machine électrique liée mécaniquement en rotation à l'arbre de sortie, qui sont reliées électriquement par l'intermédiaire d'une capacité et d'au moins un variateur. La technologie des groupes motopropulseurs comportant des moyens de dérivation de puissance mettant en oeuvre des machines électriques est une technologie récente. Du fait du nombre réduit de configurations qui ont été envisagées à ce jour, les moyens de commande de tels groupes motopropulseurs, qui ne prennent en compte que très peu de variables, ne permettent pas de gérer efficacement les puissances échangées entre les différents éléments du groupe motopropulseur. De ce fait, la capacité qui relie les deux machines électriques est généralement surdimensionnée pour pouvoir absorber les variations de tension des machines électriques. Cette configuration pénalise notablement en termes de poids et d'encombrement un véhicule équipé d'une telle transmission à dérivation de puissance. L'invention propose de remédier à cet inconvénient en définissant les paramètres appropriés susceptibles d'être utilisés par les moyens de commande de tels groupes motopropulseurs. Dans ce but, l'invention propose un groupe motopropulseur de véhicule automobile du type décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande à deux niveaux primaire et secondaire, qui comportent une unité primaire de calcul, qui est susceptible, au moins en réponse à une information représentative de la position d'une pédale d'accélérateur du véhicule, d'émettre au moins une consigne primaire du couple fourni par le groupe motopropulseur et une consigne primaire du régime du moteur à l'intention d'une unité secondaire de commande qui est susceptible d'émettre une consigne secondaire de couple à l'intention du moteur et au moins une consigne secondaire de pilotage à l'intention des moyens de dérivation de puissance, de manière à satisfaire aux consignes primaires. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - l'unité primaire de calcul comporte au moins un module d'analyse du comportement du conducteur et un module de détermination du point de fonctionnement du groupe motopropulseur, - l'unité secondaire de commande est asservie aux moyens de dérivation de puissance, - la consigne secondaire de pilotage qu'émet l'unité secondaire de commande à l'intention des moyens de dérivation de puissance comporte une consigne de pilotage d'un variateur unique interposé entre les première et seconde machines électriques, - le variateur est susceptible de transmettre à l'unité secondaire de commande des informations représentatives des couple et vitesse réels des première et seconde machine électriques pour réaliser l'asservissement de l'unité secondaire de commande, - la consigne secondaire de pilotage qu'émet l'unité secondaire de commande à l'intention des moyens de dérivation de puissance comporte une première consigne de pilotage d'un premier variateur associé à la première machine électrique et une seconde consigne de pilotage d'un second variateur associé à la seconde machine électrique, - chaque machine électrique est susceptible d'émettre directement à l'intention de l'unité secondaire de commande une information représentative des couple et vitesse réels la concernant pour réaliser l'asservissement de l'unité secondaire de commande, - la capacité est susceptible d'émettre directement à l'intention de l'unité secondaire de commande une information représentative de la tension et/ou de l'intensité établie dans la capacité pour réaliser l'asservissement de l'unité secondaire de commande, - la consigne secondaire de couple qu'émet l'unité secondaire de commande à l'intention du moteur comporte une consigne d'allumage et/ou une consigne d'alimentation en carburant, - les moyens de réduction à engrenages comportent au moins un train épicycloïdal. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma de principe d'un premier mode de réalisation des moyens de commande du groupe motopropulseur objet de l'invention ; et - la figure 2 est un schéma de principe d'un second mode de réalisation, préféré, des moyens de commande du groupe motopropulseur objet de l'invention. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des éléments identiques. On a représenté de manière schématique à la figure 1 l'ensemble d'un groupe motopropulseur 10 de véhicule automobile. De manière connue, le groupe motopropulseur 10 comporte un moteur thermique 12 entraînant au moins une roue 14 du véhicule par l'intermédiaire d'une transmission 16 à dérivation de puissance. Cette transmission 16 comporte un arbre d'entrée 18 qui est accouplé au moteur 12 du véhicule, un arbre de sortie 20 entraînant un pont 22 lié en rotation aux roues 14, des moyens 24 de réduction à engrenages interposés entre l'arbre d'entrée 18 et l'arbre de sortie 20 de la transmission, et des moyens 26 de dérivation de puissance. De manière connue, les moyens 26 de dérivation de puissance sont interposés entre l'arbre d'entrée 18 et l'arbre 20 de sortie de la transmission parallèlement aux moyens 24 de réduction à engrenages, et ils comportent une première machine électrique 28, liée mécaniquement en rotation à l'arbre d'entrée 18, et une seconde machine électrique 30 liée mécaniquement en rotation à l'arbre de sortie 20, qui sont reliées électriquement par l'intermédiaire d'une capacité 32 et d'au moins un variateur. Plus particulièrement, chaque machine électrique 28,30 comporte un module électronique de gestion associé 34,36 et la capacité 32 est agencée entre les modules électroniques de gestion 34,36. Selon le premier mode de réalisation qui a été représenté à la figure 1, les deux modules 34,36 électroniques de gestion sont associés à un variateur unique 35 qui est susceptible d'être piloté pour contrôler le fonctionnement des deux machines électriques 28,30. Selon le second mode de réalisation qui a été représenté à la figure 1, chaque module 34,36 électronique de gestion est associé à un variateur indépendant 37,39 qui est susceptible d'être piloté de manière indépendante pour contrôler le fonctionnement des deux machines électriques 28,30. Conformément à l'invention, le groupe motopropulseur 10 comporte des moyens 38 de commande à deux niveaux primaire et secondaire, qui comportent une unité 40 primaire de calcul, qui est susceptible, au moins en réponse à une information IACC représentative de la position d'une pédale 42 d'accélérateur du véhicule, d'émettre au moins une consigne CGMP primaire du couple devant être fourni par le groupe motopropulseur 10 et une consigne CNMOT primaire du régime auquel doit fonctionner le moteur 12 à l'intention d'une unité 44 secondaire de commande qui est susceptible d'émettre une consigne CMOT secondaire de couple à l'intention du moteur 12 et au moins une consigne CDER secondaire de pilotage à l'intention des moyens 26 de dérivation de puissance, de manière à satisfaire aux consignes primaires CGMP et. CNMOT Il sera compris que la position d'une pédale 42 d'accélérateur du véhicule résulte est asservie naturellement par le conducteur au couple réel ressenti à la roue, comme représenté par la flèche en pointillés des figures 1 et 2. Ainsi, dans le premier mode de réalisation qui est représenté à la figure 1, l'unité 44 secondaire de commande émet une unique consigne CDER secondaire de pilotage à l'intention du variateur 35 qui pilote les deux modules 34,36 électroniques de gestion des deux machines électriques 28,30. Le variateur 35 émet une consigne CMOD1, issue de la consigne CDER, à l'intention du module 34 électronique de la première machine électrique 28 et une consigne CMOD2, elle aussi issue de la consigne CDER, à l'intention du module 36 électronique de la seconde machine électrique 28. Dans le second mode de réalisation qui est représenté à la figure 2, l'unité 44 secondaire de commande émet respectivement deux consignes CODER1 et CDER2 secondaires de pilotage à l'intention de chaque variateur 37,39 qui pilote chaque module 34,36 électroniques de gestion associé à chaque machine électrique 28,30. Le variateur 37 émet une consigne CMOO1, directement issue de la consigne CODER1, à l'intention du module 34 électronique de la première machine électrique 28 et une consigne CMOD2, directement issue de la consigne CDER2, à l'intention du module 36 électronique de la seconde machine électrique 28. Par ailleurs, l'unité 40 primaire de calcul comporte au moins un module MACC d'analyse du comportement du conducteur et un module MDPF de détermination du point de fonctionnement du groupe motopropulseur 10, qui sont susceptibles, en fonction de la valeur de l'information IACC représentative de la position de la pédale 42 d'accélérateur du véhicule, d'interagir pour déterminer puis émettre les consignes primaires CGMP et. CNMOT Les architectures respectives du module MACC d'analyse du comportement du conducteur et du module MDPF de détermination du point de fonctionnement du groupe motopropulseur 10 pouvant faire l'objet de nombreux modes de mise en oeuvre déjà largement connus de l'état de la technique, celles-ci ne seront pas décrites plus explicitement dans la présente description. Par ailleurs, l'unité 44 secondaire de commande est asservie aux moyens 26 de dérivation de puissance. A cet effet, dans le premier mode de réalisation qui est représenté à la figure 1, le variateur 35 est susceptible de transmettre à l'unité 44 secondaire de commande des informations 128/30 représentatives des couple et vitesse réels des première et seconde machine électriques 28,30 pour réaliser l'asservissement de l'unité 44 secondaire de commande. Dans le second mode de réalisation qui est représenté à la figure 2, chaque machine électrique 28 ou 30 est susceptible d'émettre directement à l'intention de l'unité 44 secondaire de commande une information respective 128 et tso représentative des couple et vitesse réels la concernant pour réaliser l'asservissement de l'unité 44 secondaire de commande. Par ailleurs, dans ce second mode de réalisation, la capacité 32 est susceptible d'émettre directement à l'intention de l'unité 44 secondaire de commande une information 132 représentative de la tension et/ou de l'intensité établie dans la capacité 32 pour réaliser l'asservissement de l'unité 44 secondaire de commande. D'autre part, la consigne secondaire de couple CMOT qu'émet l'unité 44 secondaire de commande à l'intention du moteur 14 est transmise à un module 46 de gestion du moteur qui la transmet sous une forme appropriée au moteur 14. De manière non limitative de l'invention, cette consigne de couple CMOT peut comporter une consigne d'allumage et/ou une consigne d'alimentation en carburant du moteur 14. L'invention trouve de préférence à s'appliquer à tout type de groupe motopropulseur 10 dit "à dérivation de puissance"et notamment à ceux pour lesquels les moyens 24 de réduction à engrenages comportent au moins un train épicycloïdal. Elle permet donc de définir une gestion de type"multivariables"des moyens de commande du groupe motopropulseur, qui permet d'optimiser le fonctionnement des machines électriques 28 et 30 et par conséquent de réduire la taille de la capacité 32 qui ne joue plus, par rapport à une capacité d'un groupe motopropulseur conventionnel qu'un rôle de capacité 32"tampon"assurant une régulation instantanée des tensions et intensités établies dans les machines électriques 28,30. REVENDICATIONS 1. Groupe motopropulseur (10) de véhicule automobile, du type qui comporte un moteur thermique (12) entraînant au moins une roue (14) du véhicule par l'intermédiaire d'une transmission (16) à dérivation de puissance qui comporte : - un arbre d'entrée (18) accouplé au moteur (12) du véhicule, - un arbre de sortie (20) entraînant un pont (22) lié en rotation aux roues (14), - des moyens (24) de réduction à engrenages interposés entre l'arbre d'entrée (18) et l'arbre de sortie (20) de la transmission (16), et - des moyens (26) de dérivation de puissance, interposés entre l'arbre d'entrée (18) et l'arbre de sortie (20) de la transmission (16) parallèlement aux moyens (24) de réduction à engrenages, qui comportent une première machine électrique (28), liée mécaniquement en rotation à l'arbre d'entrée (18) et une seconde machine électrique (30) liée mécaniquement en rotation à l'arbre de sortie (20), qui sont reliées électriquement par l'intermédiaire d'une capacité (32) et d'au moins un variateur (35, 37, 39), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (38) de commande à deux niveaux primaire et secondaire, qui comportent une unité (40) primaire de calcul, qui est susceptible, au moins en réponse à une information (IACC) représentative de la position d'une pédale (42) d'accélérateur du véhicule, d'émettre au moins une consigne (CGMP) primaire du couple fourni par le groupe motopropulseur (10) et une consigne primaire (CNMOT) du régime du moteur (12) à l'intention d'une unité (44) secondaire de commande qui est susceptible d'émettre une consigne secondaire (CMOT) de couple à l'intention du moteur (12) et au moins une consigne secondaire de pilotage à l'intention des moyens (26) de dérivation de puissance, de manière à satisfaire aux consignes primaires (CGMP, CNMOT). 2. Groupe motopropulseur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'unité primaire (40) de calcul comporte au moins un module (MACC) d'analyse du comportement du conducteur et un module (MDPF) de détermination du point de fonctionnement du groupe motopropulseur (10). 3. Groupe motopropulseur (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité secondaire (44) de commande est asservie aux moyens (26) de dérivation de puissance. 4. Groupe motopropulseur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la consigne secondaire de pilotage qu'émet l'unité secondaire (44) de commande à l'intention des moyens (26) de dérivation de puissance comporte une consigne (CDER) de pilotage d'un variateur (35) unique interposé entre les première et seconde machines électriques (28, 30). 5. Groupe motopropulseur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le variateur (35) est susceptible de transmettre à l'unité (44) secondaire de commande des informations (128130) représentatives des couple et vitesse réels des première et seconde machine électriques (28,30) pour réaliser l'asservissement de l'unité secondaire (44) de commande. 6. Groupe motopropulseur (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la consigne secondaire de pilotage qu'émet l'unité (44) secondaire de commande à l'intention des moyens (26) de dérivation de puissance comporte une première consigne (CORD de pilotage d'un premier variateur (37) associé à la première machine électrique (28) et une seconde consigne (CDER2) de pilotage d'un second variateur (39) associé à la seconde machine électrique (30). 7. Groupe motopropulseur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque machine électrique (28, 30) est susceptible d'émettre directement à l'intention de l'unité secondaire de commande une information (tss. ho) représentative des couple et vitesse réels la concernant pour réaliser l'asservissement de l'unité secondaire (44) de commande. 8. Groupe motopropulseur (10) selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la capacité (32) est susceptible d'émettre directement à l'intention de l'unité (44) secondaire de commande une information (132) représentative de la tension et/ou de l'intensité établie dans la capacité (32) pour réaliser l'asservissement de l'unité secondaire (44) de commande. 9. Groupe motopropulseur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la consigne (CMOT) secondaire de couple qu'émet l'unité secondaire (44) de commande à l'intention du moteur (12) comporte une consigne d'allumage et/ou une consigne d'alimentation en carburant. 10. Groupe motopropulseur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (24) de réduction à engrenages comportent au moins un train épicycloïdal.