Brevet FR2840565A1 — publié le 20031212

resultat d'une mesure du niveau d'encrassement de ltevaporateur. DESCRIPTION L'invention se rapporte a un vehicule electrique hybride et p arti culi erement a un sy stem e et un pro c e de de c ommande de stine s a ma^triser les vibrations d'une ligne de transmission dans un vehicule electrique hybride. Les vehicules electriques hybrides (HEY) vent connus comme incluant deux sources de puissance pour propulser le vehicule. Dans une premiere configuration, une source de puissance pour le vehicule HEV est un moteur a combustion et l'autre source de puissance est un moteur electrique. Habituellement, le moteur a combustion est mis en marche par du carburant qui est stocke dans un reservoir a carburant et le moteur electrique est mis en marche par un element de stockage d'energie electrique. Il est egalement connu que durant le fonctionnement d'un vehicule HEV, il arrive souvent que seul le moteur electrique fasse marcher le vehicule. Cependant, lorsque la valeur de puissance requise par le vehicule depasse un certain seuil, defini par ce que le moteur electrique est capable de fournir, le moteur a combustion interne demarre pour fournir la puissance supplementaire. Le processus de demarrage du moteur a combustion interne est appele embrayage du moteur. Le processus d'embrayage du moteur est bruyant et implique des vibrations importantes en raison du frottement du moteur avant que le moteur s'allume et un a coup apres que le moteur s'allume. Ces vibrations vent transmises a la ligne de transmission et vent en fin de compte ressenties par le conducteur et les passagers du vehicule. I1 est souhaitable de minimiser les vibrations durant un embrayage du moteur. En fait, il s'agit d'un probleme critique concernant le confort du conducteur, la qualite du produit et la competitivite generale des systemes de vehicules electriques hybrides. La presente invention resout les problemes decrits ci-dessus en fournissant une commande d'embrayage de moteur pour un vehicule electrique hybride. Plus particulierement, cette invention inclut un procede de commande destine a minimiser les vibrations produites durant l'embrayage du moteur, ainsi qu'un systeme correspondent. Le systeme de commande de la presente invention commandera le couple de sortie du moteur electrique pour compenser les vibrations provoquees par le moteur qui s'embraye avec la ligne de transmission. En d'autres termes, les vibrations de la ligne de transmission apparaissant durant l'embrayage du moteur vent minimisees. D'autres benefices et avantages de la presente invention seront mis en evidence pour l'homme de l'art auquel s'adresse la presente invention d'apres la description suivante du mode de realisation prefere, prise conjointement avec les dessins annexes. Le procede selon ['invention minimise les vibrations d'une ligne de transmission durant un embrayage du moteur dans un vehicule electrique hybride du type a ligne de transmission a systeme parallele comprenant un moteur electrique et un moteur a combustion, ce grace aux etapes consistent . a. determiner ['acceleration de la ligne de transmission du vehicule, creer un signal representant ['acceleration de la ligne de transmission, filtrer le signal d'acceleration de la ligne de transmission pour eliminer le bruit a haute frequence dans le signal, determiner un terme de commande de contra-reaction d'apres le signal d'acceleration de ligne de transmission filtre, et utiliser un terme de commande de contra-reaction pour commander le couple de sortie du moteur electrique. Sous un autre aspect, ['acceleration de la ligne de transmission est determinee en determinant ['acceleration du moteur electrique du vehicule. Sous un autre aspect le procede de ['invention comprend la determination de la vitesse du moteur electrique, la creation d'un signal representant la vitesse du moteur electrique, et ['acceleration de la ligne de transmission est deterrninee d'apres le signal de vitesse du moteur electrique. Sous un autre aspect, ['acceleration de la ligne de transmission du vehicule est determinee par un capteur. Sous un autre aspect, le signal d'acceleration de la ligne de transmission filtre est filtre par un filtrage passe-bas. Sous d'autres aspects du procede de ['invention, le terme de commande de contra-reaction est determine en utilisant un controleur de type PD (proportionnel-derive), un controleur de type PID (proportionnel- integral-derive) avec un faible gain d'integration, un controleur non lineaire, un controleur robuste ou un controleur adaptatif. Sous un autre aspect, le vehicule electrique hybride a une configuration parallele. La description suivante d'un mode de realisation prefere de ['invention n'est pas destinee a limiter ['invention a ce mode de realisation prefere, mais au conkaire a permettre a l'homme de l'art des vehicules electriques hybrides de realiser et d'utiliser cette invention. Cette description se refere aux figures des dessins annexes. La figure 1 est une vue simplifiee d'un mode de realisation de la presente invention, et La figure 2 est un organigramme illustrant le procede de la presente invention. La figure 1 illustre de facon simplifiee ce qui est en general appele vehicule electrique hybride parallele ou vehicule a ligne de kansmission a systeme parallele, represente d'une maniere generale en 20. Le vehicule 20 comprend un moteur a combustion 22, un reservoir a carburant 23 destine a loger du carburant pour faire fonctionner le moteur a combustion 22, un moteur electrique 24, un element de stockage d'energie 26 pour faire fonctionner le moteur electrique 24, et une transmission 28 pour faire tourner les roues 30, 32 du vehicule 20. En outre, il existe un mecanisme d'accouplement 34 qui accouple le moteur a combustion 22, le moteur electrique 24 et la transmission 28. Dans un agencement parallele, le mecanisme d'accouplement 34 permet que soit le moteur electrique 24, soit le moteur a combustion 22, soit les deux propulsent le vehicule 20 a un instant donne quelconque. Le moteur a combustion pourrait etre, mais sans s'y limiter, un moteur a combustion interne ou un moteur diesel. D'une maniere similaire, ['element de stockage d'energie pourrait etre, mais sans s'y limiter, une batterie ou un condensateur. I1 existe egalement un controleur de moteur 35 et un controleur de moteur electrique 37. Le controleur de moteur electrique 37 commande le fonctionnement du moteur electrique 24 en determinant des ordres de courant et de tension corrects pour le moteur 24 sur la base des ordres de commande de couple moteur. La sortie du moteur electrique 24 est mecaniquement accouplee par l'intermediaire du mecanisme d'accouplement a la sortie du moteur a S combustion 22 pour renforcer negativement les pointes de couple. Pour que ceci fonctionne, le mecanisme d'accouplement 34 doit etre d'un certain type. Cependant, on devrait noter que diverges options de conception peuvent etre utilisees pour le mecanisme d'accouplement. Une premiere option est un differential qui recoit de la puissance des deux sources mais n'a qu'une seule sortie. Dans ce cas, si l'une des sources de puissance est desactivee, un embrayage unidirectionnel permettrait encore qu'un couple soit transmis par l'intermediaire du differential. Le mecanisme d'accouplement pourrait egalement etre soit un embrayage mecanique, soit tout autre dispositif qui est capable de remplir cette fonction. Le vehicule peut egalement inclure un alternateur entrame par le moteur 39, qui fournit de l'electricite a la batterie. En variante, le moteur electrique peut fonctionner comme son propre alternateur. Dans un mode de realisation de la presente invention, seul le moteur electrique 24 est utilise pour fournir de la puissance au vehicule 20. A un certain point, de la puissance supplementaire est requise. La puissance supplementaire peut etre requise pour propulser davantage le vehicule 20 ou parce que certains accessoires peuvent etre actives. Pour cette raison, le moteur 22 s era demarre pour fournir la poi s sance supplementaire requi se que le moteur electrique 24 n'est pas capable de fournir. Ce processus est appele embrayage du moteur. Au debut du processus d'embrayage du moteur, senl le moteur electrique tourne pour fournir de la puissance au vehicule. A ce point, le moteur a combustion est completement debraye et ne tourne done pas. Lorsque de la puissance supplementaire est necessaire, le mecanisme d'accouplement s'embrayera avec le moteur pour amener le moteur d'une vitesse de rotation au repos ou nulle a une vitesse de fonctionnement. Une fois que le moteur commence a tourner et qu'il obtient une vitesse de rotation predeterminee, du carburant est fourni au moteur et un allumage a lieu pour amener le moteur a commencer a produire de la puissance. A ce point, le moteur est completement embraye. Des vibrations importantes apparaissent et du bruit est produit durant l'embrayage du moteur. I1 existe plusieurs types de charges qui provoquent des vibrations excessives durant le processus d'embrayage du moteur. Un premier type de charge est une charge inertielle et un auke type de charge est une charge d'allumage. Les charges inertielles ont lieu lorsque le mecanisme d'accouplement embraye le moteur et fait done tourner le moteur. Les charges d'allumage ont lieu une fois que le moteur commence a recevoir du carburant et debute l'allumage. I1 resulte de l'allumage du carburant que le moteur commence a produire un couple a une cadence elevee. Le systeme de commande de la presente invention agira pour minimiser les vibrations de la ligne de kansmission provoquees par ces deux types de charges. Les vibrations qui vent provoquees par ces charges durant l'embrayage du moteur vent indesirables car elles vent kansmises a la ligne de kansmission du vehicule et vent ressenties par le conducteur et les passagers dans le vehicule. Le systeme de commande de la presente invention fonctionne en detectant ces vibrations et en ajustant la sortie du moteur eleckique 24 pour les compenser. De ce fait, cette invention s'est orientee vers un systeme de commande destine a commander la sortie du moteur eleckique 24 pour minimiser les vibrations de la ligne de transmission du vehicule. De preference, le systeme de commande de la presente invention est utilise dans un vehicule eleckique hybride comportant un moteur eleckique. La figure 2 decrit un organigramme illuskant le systeme de commande, represente d'une facon generale en 120. La vitesse de la ligne de kansmission est determinee en 122. I1 existe plusieurs manieres differentes de determiner cette valeur. Un capteur peut eke utilise pour detecter soit la position, soit la vitesse de l'arbre de sortie du moteur electrique. En variante, un capteur peut eke utilise pour detecter soit la position, soit la vitesse de l'arbre d'enkee de la transmission, ou bien de l'arbre de sortie. Si une position est determinee, sa derivee doit eke prise pour determiner la vitesse correspondante. Encore une auke alternative consiste a determiner la vitesse de la ligne de transmission en effectuant une estimation fondee sur les informations de courant/tension du moteur eleckique. Un signal est cree, representant la vitesse de la ligne de kansmission en 124. L'acceleration de la ligne de transmission est determinee d'apres le signal de vitesse de ligne de transmission en 126. L'acceleration de la ligne de transmission est calculee en prenant la derivee de la vitesse de la ligne de transmission. Un signal representant ['acceleration de la ligne de transmission est cree en 128. En variante, ['acceleration de la ligne de transmission peut etre obtenue grace a une mesure directe d'une acceleration grace a l'utilisation d'au moins un capteur. A nouveau, la mesure de ['acceleration peut etre detectee a plusieurs emplacements differents tent qu'il n'y a pas de mecanisme non lineaire entre l'arbre du moteur electrique et l'arbre du moteur a combustion. En d'autres termes, l'arbre du moteur electrique et l'arbre du moteur a combustion doivent tourner a la meme vitesse. Certains emplacements possibles comprennent la detection de ['acceleration de l'arbre du moteur electrique, de l'arbre d'entree ou de sortie de la transmission, ou bien de l'arbre du moteur. Le signal d'acceleration n'a pas a etre en temps reel. Tant que le retard du signal est insignifiant, les performances de la commande peuvent etre preservees. De preference, le retard du signal devrait etre inferieur a 1/10 de la duree d'embrayage du moteur, soit 0,3 a 0,4 seconde. I1 existe encore une autre maniere d'obtenir soit le signal d'acceleration, soit le signal de vitesse. L'un ou l'autre signal peut etre genere par l'intermediaire de dispositifs d'observation ou toute autre forme de dispositif d'estimation, sur la base de plusieurs types differents de sorties de capteurs et des equations de la dynamique de la ligne de transmission. Bien qu'un capteur de ligne de transmission quelconque puisse etre utilise pour cette strategic de commande, des capteurs a haute resolution amelioreront les performances de la commande. Le signal d'acceleration de la ligne de transmission est filtre en 130. Le signal d'acceleration est filtre pour eliminer par filtrage le bruit a haute frequence que l'on trouve couramment dans les signaux d'acceleration. De preference, il est filtre avec un filtrage passe-bas. Un signal d'acceleration de ligne de transmission filtre est determine en 132. En variante, le signal d'acceleration de ligne de transmission filtre par un filtrage passe-haul pourrait etre remplace par le signal de vitesse filtre par un filtrage passe-haul. Le signal d'acceleration de ligne de transmission passant par un filtre passe-bas est fonctionnellement egal a la vitesse de ligne de transmission passant par un filtre passe-haul. Le signal d'acceleration fltre par un filtrage passe-bas et le signal de vitesse filtre par un filtrage passe-haul vent equivalents tent que les frequences de coupure correspondent. Pour cette raison, ltordre de commande peut etre egalement genere en utilisant le signal de vitesse de ligne de transmission en 124. Le signal d'acceleration filtre est applique par l'intermediaire d'un contr81eur pour determiner un terme de commande de conke-reaction en 134. Le contrbleur peut etre soit un controleur de type PD (proportionnel derive) ou un controleur de type PID (proportionnel integral derive) avec un faible gain d/integration. Le contrdleur PD ou PID pourrait egalement etre presente sous une forme approchee, telle qu'un compensateur d'avance/retard. Le compensateur d'avance/retard peut representer ['approximation d'une commande derivee/integrale. Le contr61eur peut egalement etre concu en utilisant d'autres methodologies plutat que le systeme PD/PID, comprenant, mais sans sty limiter, une commande non lineaire, une commande robuste et une commande adaptative. Le terme de commande de contra-reaction est applique a un contrbleur pour le moteur electrique. Le terme de commande de contre reaction sera kaite par le contrOleur de moteur electrique et pilotera le moteur electrique pour fournir en sortie un certain couple calcule pour reduire les vibrations globales de la ligne de transmission en 136. De preference, la strategic de commande de vibration est incluse dans le contrGleur de moteur electrique car la suppression des vibrations impose une reponse rapide. Le contrGleur de moteur electrique pourrait etre un controleur de moteur a courant continu a balais, un controleur de moteur vectoriel pour un moteur a courant alternatif a induction, un moteur synchrone PM ou un moteur a reluctance commutee. En termes de fonctionnement, le moteur electrique pourrait etre un moteur de traction, un moteur a demarreur/generateur integre, ou bien un moteur a demarreur intelligent qui peut executer une attenuation du couple. En termes de types de moteur, le moteur electrique pourrait etre un type quelconque de moteur, y compris mais sans s'y limiter, un moteur a courant alternatif a induction, un moteur PM a courant continu/sans balais/synchrone, un moteur a reluctance commutee, un moteur pas-a-pas, ou un moteur a courant continu avec balais. Bien que la description ci-dessus constitue le mode de realisation prefere de la presente invention, on saura que ['invention est susceptible de modifications, variantes et changements. REVENDICATIONS 1. Procede destine a minimiser les vibrations d'une ligne de transmission durant un embrayage du moteur dans un vehicule electrique hybride du type ayant une ligne de transmission a systeme parallele comprenant un moteur electrique (24) et un moteur a combustion (22), le procede etant caracterise en ce qu'il comprend les etapes consistent a: determiner (126) ['acceleration de la ligne de transmission du vehicule, creer (128) un signal representant ['acceleration de la ligne de transmission, filtrer (130) le signal d'acceleration de la ligne de transmission pour eliminer par filtrage le bruit a haute frequence dans le signal, determiner (134) un terme de commande de contra-reaction a partir du signal d'acceleration de ligne de transmission filtre, et utiliser (136) un terme de commande de contra-reaction pour commander un couple de sortie du moteur electrique (24). 2. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que ['acceleration de la ligne de transmission du vehicule est determinee en determinant ['acceleration du moteur electrique (24) du vehicule. 3. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il comprend en outre: la determination de la vitesse du moteur electrique (24), la creation d'un signal representant la vitesse du moteur electrique, et dans loquel ['acceleration de la ligne de transmission est determinee d'apres le signal de vitesse du moteur electrique. 4. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que ['acceleration de la ligne de transmission du vehicule est determinee par un capteur. S. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que le signal d'acceleration de la ligne de transmission filtre est filtre par un filtrage passe-bas. 6. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que le terme de commande de contra-reaction est determine en utilisant un controleur de type PD. 7. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que le terme de commande de contra-reaction est determine en utilisant un controleur de type PID avec un faible gain d'integration. 8. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que le terme de commande de contra-reaction est determine en utilisant un 1S controleur non lineaire. 9. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que le terme de commande de contra-reaction est determine en utilisant un controleur robuste. 10. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que le terme de commande de contra-reaction est determine en utilisant un controleur adaptatif. 11. Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que le