Brevet FR2906778A1 — publié le 20080411

L'invention concerne un nouveau procédé d'interdiction de récupération d'énergie sur un véhicule automobile hybride, à quatre roues motrices, équipé d'une machine électrique sur le train arrière apte à fonctionner en moteur ou en générateur de manière à récupérer de l'énergie, d'un moteur à combustion interne sur le train avant, d'un détecteur de glissement de chaque roue du véhicule, délivrant un signal de glissement G, et/ou d'un système d'évaluation de la différence maximale entre les vitesses de rotation d'une première et deuxième roues, délivrant un signal de différence de vitesse DV, et/ou d'un détecteur de fonctionnement d'un système de sécurité du train avant, délivrant un signal Fav, et/ou d'un détecteur de fonctionnement d'un système de sécurité du train arrière, délivrant un signal Far. L'invention concerne aussi un calculateur embarqué programmé pour exécuter ledit procédé. On connaît de FR 2 799 417 un procédé de répartition d'un couple de consigne sur un véhicule hybride à quatre roues motrices, en fonction des conditions de roulage. La répartition est faite en fonction de certains paramètres dont : - le couple demandé par le conducteur, la température des actionneurs électriques, l'état du véhicule, - la différence de l'état de glissement entre les trains avant et arrière. Ce dispositif vise à assurer une stabilité directionnelle du véhicule notamment en virage. Ce dispositif agit pour cela sur la répartition des couples moteur entre la paire de roues avant et la paire de roues arrière, sans agir sur les couples de freinage du véhicule. Il présente l'inconvénient de n'être efficace en termes de rendement énergétique que pour un véhicule hybride disposant de deux machines électriques, l'une à l'avant et l'autre à l'arrière. Dans le cas d'un véhicule hybride comprenant une machine électrique apte à fonctionner en mode générateur, et un moteur à combustion interne apte à exercer un couple sur les roues avant, pour optimiser la consommation les phases de récupération s'accompagnent classiquement d'un débrayage et d'un arrêt du moteur à combustion avant et d'une récupération d'énergie par la machine électrique sur le train arrière. Du fait de cette récupération d'énergie, le contrôle de la répartition des seuls couples moteurs n'est alors plus suffisant pour assurer, en toutes circonstances, une stabilité directionnelle satisfaisante du véhicule. 2906778 2 La récupération d'énergie entraînant une nouvelle source d'instabilité du véhicule, il existe un besoin pour un procédé permettant d'interdire la récupération d'énergie par la machine électrique en fonction de la stabilité directionnelle du véhicule à quatre roues motrices équipé d'une machine électrique apte à fonctionner 5 en mode générateur et d'un moteur à combustion interne apte à exercer un couple sur les roues avant. La présence invention a notamment pour but de répondre à ce besoin. On atteint ce but de l'invention avec un procédé d'interdiction de récupération d'énergie sur un véhicule automobile hybride, à quatre roues motrices, équipé 10 d'une machine électrique sur le train arrière apte à fonctionner en moteur ou en générateur de manière à récupérer de l'énergie, d'un moteur à combustion interne sur le train avant, d'un détecteur de glissement de chaque roue du véhicule, délivrant un signal de glissement G, et/ou 15 d'un système d'évaluation de la différence maximale entre les vitesses de rotation d'une première et deuxième roues, délivrant un signal de différence de vitesse DV, et/ou d'un détecteur de fonctionnement d'un système de sécurité du train avant, délivrant un signal Fav, et/ou 20 d'un détecteur de fonctionnement d'un système de sécurité du train arrière, délivrant un signal Far, caractérisé en ce que l'on interdit la récupération d'énergie sur la machine électrique si au moins une des conditions suivantes est remplie : o le signal de glissement indique un glissement, 25 o le signal de différence de vitesse dépasse un seuil prédéterminé, o le système de sécurité du train avant est activé, o le système de sécurité du train arrière est activé. Le procédé selon l'invention permet lorsqu'une instabilité directionnelle du véhicule est détectée d'interdire la récupération d'énergie par la machine électrique. 30 Lorsque la récupération d'énergie est interdite, on peut stabiliser le véhicule en répartissant de manière appropriée, entre les trains avant et arrière du véhicule, les couples moteur et de freinage. Le procédé selon l'invention comporte une, et de préférence encore plusieurs, des caractéristiques optionnelles suivantes : 2906778 3 Le système de sécurité du train avant peut être un système d'anti patinage du type ASR et/ou un système antiblocage des roues du type ABS et/ou un système électronique de stabilisation du type ESP. Le système de sécurité du train arrière peut être un système d'anti 5 patinage du type ASR et/ou un système électronique de stabilisation du type ESP. - Le signal de différence de vitesse peut être un signal booléen prenant de préférence la valeur 1 Si ladite différence dépasse ledit seuil et la valeur 0 sinon. 10 - Le signal de glissement peut être un signal booléen prenant de préférence la valeur 1 s'il y a un glissement et la valeur 0 sinon. Le signal DV de différence de vitesses peut être obtenu en comparant une valeur seuil wpm à la différence entre la valeur maximum et minimum des signaux issus de quatre capteurs de vitesse roue filtrés et ramenés 15 au centre de gravité du véhicule suivant les équations approximées suivantes : R R W12 centre = W12 Wll centre = Wll 112 R+ +L2 1 2J / E\2 R-- +L2 2, LI'E LYE W21_centre = W21 + 2r et W22_centre = W22 + 2r avec w11 la vitesse de la roue avant gauche, w21 la vitesse de la roue 20 arrière gauche, w12 la vitesse de la roue avant droite et w22 la vitesse de la roue arrière droite, LY la vitesse de lacet du véhicule, E la voie des trains du véhicule, R la rayon du virage, L l'empattement du véhicule et r le rayon des roues du véhicule, puis on fixe le signal DV à la valeur 1 si ladite différence est supérieure à w,;m, ou sinon à la valeur 0 . 25 - Le signal de glissement peut être établi en déterminant pour chaque roue son état de glissement et en comparant à tout instant le nombre de roues en train de glisser Nrg avec un nombre seuil Giim, puis en fixant le signal de glissement G à la valeur 1 si le nombre Nrg est supérieur ou égal au nombre seuil Giim, ou sinon à la valeur 0 . 2906778 4 Si l'on interdit la récupération d'énergie pendant une phase de lever de pied , on peut appliquer une répartition d'un couple de consigne Ctot de manière que la traînée des roues avant soit supérieure à celle des roues arrière. 5 Le signal de glissement peut prendre la valeur 1 avant le déclenchement du système de sécurité. De plus le passage de ce signal à la valeur 1 n'implique pas forcement l'activation du système de sécurité. L'invention concerne également un calculateur embarqué dans un véhicule automobile comportant un moteur à combustion interne et une machine électrique, un 10 détecteur de glissement des roues du véhicule, un détecteur de différence entre la valeur maximum et minimum de la vitesse des roues, un détecteur de fonctionnement d'un système de sécurité du train avant et arrière, programmé pour exécuter un procédé selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront 15 à la lumière de la description détaillée d'un mode de réalisation, faite à titre non limitatif et à l'examen des figures du dessin annexé dans lequel : - la figure 1 illustre les différents signaux qu'un calculateur selon l'invention reçoit et transmet, - la figure 2 illustre la combinaison des signaux suivant un procédé selon 20 l'invention. Dans ce mode de réalisation, le véhicule est un véhicule hybride comprenant un moteur à combustion interne comme source de puissance pour les roues avant, et une machine électrique pour les roues arrière. Ledit véhicule est équipé sur les roues avant et arrière d'un programme électronique de stabilisation du type ESP ainsi que 25 d'un système d'anti patinage du type ASR et d'un système d'antiblocage des roues sur le train avant. Pour un véhicule ayant cette architecture, une récupération d'énergie peut se faire par la machine électrique sur les roues arrière. L'invention concerne un calculateur 10 embarqué dans un véhicule 30 automobile hybride à quatre roues motrices. Le calculateur 10 selon l'invention est programmé pour exécuter un procédé selon l'invention. II reçoit plusieurs signaux qu'il interprète suivant le procédé selon l'invention et transmet un signal d'interdiction de 2906778 5 récupération d'énergie, S, par la machine électrique en fonction des valeurs des signaux qu'il reçoit. Comme le montre la figure 1, un calculateur 10 selon l'invention reçoit en permanence : 5 un signal de glissement G booléen fonction du nombre de roues du véhicule en glissement, - un signal de différence de vitesses DV booléen, - un signal Fav de marche d'un système de sécurité sur le train avant choisi parmi un système d'anti patinage du type ASR, un système antiblocage 10 des roues du type ABS et un système électronique de stabilisation du type ESP, - un signal Far de marche d'un système de sécurité sur le train arrière choisi parmi un système d'anti patinage du type ASR et un système électronique de stabilisation du type ESP. 15 De préférence, le véhicule automobile est équipé d'un système de détection de glissement connu en soi analysant à l'aide d'un détecteur de glissement l'état de glissement de chaque roue du véhicule. Pour chaque roue, ledit détecteur calcule le glissement de ladite roue. Le glissement est ensuite comparé à un seuil prédéterminé pour déterminer l'état de glissement de la roue. II existe dans l'état de la technique 20 plusieurs procédés de détection de l'état de glissement de chaque roue d'un véhicule, décrit par exemple dans les demandes de brevet FR0511072, FR0605837 ou encore FR0512087. De préférence, le véhicule automobile est équipé de détecteur de vitesses de rotation de chaque roue ainsi que d'un détecteur de la vitesse de lacet du véhicule. 25 Ces types de détecteurs sont connus de l'homme du métier. Les vitesses sont exprimées en unités du système international. De préférence, le véhicule automobile est équipé d'un système de détection de la mise en marche d'un système de sécurité du train avant et arrière du véhicule. Le calculateur 10 exécute un procédé selon l'invention et délivre un signal 30 d'interdiction de la récupération de l'énergie, S, à partir de la combinaison des signaux reçus. 2906778 6 La figure 2 montre en détail les signaux reçus par le calculateur 10 et comment ledit calculateur les combine suivant un procédé selon l'invention pour arriver à la délivrance du signal d'interdiction de récupération d'énergie S. De préférence, le signal d'interdiction de récupération d'énergie S est un 5 signal booléen, sa valeur indiquant une interdiction de la récupération de l'énergie par la machine électrique. Le signal d'interdiction de récupération d'énergie S prend la valeur 1 , indiquant une interdiction de la récupération si un ou plusieurs des signaux entrant prennent la valeur 1 . 10 Le signal de glissement G est calculé par le calculateur selon l'invention comme illustré sur la figure 2. Il reçoit des signaux booléens dont la valeur précise l'état de glissement de chaque roue du véhicule, dä pour la roue avant gauche, d21 pour la roue arrière gauche, d12 pour la roue avant droite et d22 pour la roue arrière droite. Dans le mode 15 de réalisation décrit sur la figure 2, les valeurs des signaux de glissement de chaque roue suivent la convention suivante : dii = 1 Si la roue glisse, patine ou se bloque, d, = 0 Si l'état de la roue est normal. Des stratégies de détection de l'état de glissement d'une roue existent et 20 sont bien connus de l'homme du métier. Le calculateur 10 selon l'invention additionne en permanence les signaux de glissement des quatre roues. Le résultat de cette addition est un chiffre entre 0 et 4 qui indique le nombre de roues du véhicule en train de glisser Nrg à tout instant. Le nombre de roues en train de glisser Nrg est comparé à un nombre seuil 25 Giim, opportunément choisi, de préférence G,;m est un nombre entier entre 0 et 4. Cette comparaison permet d'obtenir le signal de glissement G au moyen d'un comparateur logique suivant la convention et la logique suivante : si Nrg est supérieur ou égal à G,;m alors G = 1 indiquant un glissement du véhicule, 30 si Nrg est strictement inférieur à G,;m alors G = 0 indiquant l'absence de glissement du véhicule. 2906778 7 De préférence, Giim est choisi égal à 4, de préférence encore Giim est choisi égal à 3, de préférence encore Giim est choisi égal à 2, de préférence encore Giim est choisi égal à 1. Le signal de glissement G est analysé en permanence par le calculateur 5 selon l'invention. S'il prend la valeur 1 alors le signal d'interdiction de récupération d'énergie S prend lui aussi la valeur 1 interdisant la récupération d'énergie par la machine électrique. Si le signal de glissement G prend la valeur 0 , le calculateur selon l'invention tient compte des signaux de différence de vitesse DV ainsi que la mise en 10 marche des systèmes de sécurité des trains avant Fav et arrière Far pour déterminer le signal d'interdiction de récupération d'énergie S. Le signal de différence de vitesse DV est calculé par le calculateur selon l'invention comme illustré sur la figure 2. Le calculateur selon l'invention reçoit directement les valeurs maximum Wmax 15 et minimum Wmin des signaux issus des capteur de vitesse filtrés et ramenés au centre de gravité du véhicule à savoir wit_cntre pour la roue avant gauche, W21_centre pour la roue arrière gauche, W12_centre pour la roue avant droite et W22_centre pour la roue arrière droite. Ces signaux sont obtenus de suivant les équations approximées suivantes : wI R R W12 centre ù W12 1 centre = Wll 2 ' R±E) +L2 RùE 2+L2 2) IF E tI' E W21 centre = W21 + 2r et w22_ centre = W22 + 2r avec w11 la vitesse de la roue avant gauche, w21 la vitesse de la roue arrière gauche, w12 la vitesse de la roue avant droite et w22 la vitesse de la roue arrière droite, kF la vitesse de lacet du véhicule, E la voie des trains du véhicule, R la rayon du virage, L l'empattement du véhicule et r le rayon des roues du véhicule. 25 Des moyens de détermination des vitesses ainsi que des valeurs maximum et minimum sont connues de l'homme du métier. Le calculateur selon l'invention reçoit directement les vitesses wmax et Wmin dans les unités du système international. 20 2906778 8 Le calculateur selon l'invention fait la différence dw entre les valeurs wmax et wm;n. Cette différence dw est comparée à une valeur seuil w,;m, opportunément choisie. La valeur seuil w,;, peut être une constante de quelques radians par seconde. De préférence, la valeur seuil w,;m est fixée en fonction de la vitesse du 5 véhicule. On peut par exemple fixer w,;m = (1+x) V , avec V la vitesse du véhicule, r r le rayon des roues et x la pourcentage de glissement maximum acceptable, généralement de l'ordre de 10%. Cette comparaison permet d'obtenir le signal DV de différence de vitesses au moyen d'un comparateur logique suivant la convention et logique suivante : 10 si dw est strictement supérieur à w,;m, alors DV = 1 indiquant un écart de vitesses pouvant être dangereux pour la stabilité du véhicule, si dw est inférieur ou égal à w,;m, alors DV = 0 indiquant un écart de vitesses acceptable pour la stabilité du véhicule. Le signal DV de différence de vitesses est analysé en permanence par le 15 calculateur selon l'invention. S'il prend la valeur 1 , alors le signal d'interdiction de récupération d'énergie S prend lui aussi la valeur 1 interdisant la récupération d'énergie par la machine électrique. Si le signal DV de différence de vitesse prend la valeur 0 , le calculateur selon l'invention tient compte des signaux de glissement G ainsi que de la mise en 20 marche des systèmes de sécurité des trains avant Fav et arrière Far pour déterminer le signal d'interdiction de récupération d'énergie S. Les signaux Fav et Far de marche des systèmes de sécurité des trains avant et arrière, respectivement, sont analysés en permanence et directement par la calculateur selon l'invention. 25 Le véhicule est équipé de détecteurs aptes à envoyer un signal de préférence booléen qui prend la valeur 1 lorsqu'au moins un système de sécurité est activé sur les trains avant ou arrière du véhicule. Si l'un des deux signaux Fav et Far prend la valeur 1 , alors le signal d'interdiction de récupération d'énergie S prend lui aussi la valeur 1 interdisant la 30 récupération d'énergie par la machine électrique. 2906778 9 De préférence, l'analyse des signaux Fav et Far permet une sécurité optimum. Cependant normalement, les signaux de glissement dij des roues qui glissent passent à la valeur 1 toujours avant le déclenchement des systèmes de sécurité. 5 Finalement, comme illustré sur la figure 2, le signal d'interdiction de récupération d'énergie S prend la valeur 1 lorsqu'un des événements suivants se réalise : a) le signal de glissement G indique un glissement d'un nombre Nrg de roues en glissement supérieure à un seuil G,;m, 10 b) le signal de différence de vitesses dépasse un seuil prédéterminé w,;m, c) le système de sécurité du train avant est actif, d) le système de sécurité du train arrière est actif. De préférence le calculateur selon l'invention reçoit un signal lui indiquant le 15 début et la fin d'une phase de lever le pied . Le calculateur peut ainsi répartir un couple de consigne Ctot sur les trains avant et arrière de manière qu'au cours d'une phase de lever de pied, si le signal d'interdiction de récupération d'énergie S prend la valeur 1 , la traînée des roues avant soit supérieure à celle des roues arrière. Le couple de consigne Ctot est réparti entre : 20 un couple Cav exercé sur les roues avant au moyen d'un moteur à combustion interne, un couple Cfav_g exercé sur la roue avant gauche au moyen d'un frein gauche, un couple Cfav d exercé sur la roue avant droite au moyen d'un frein 25 droit, et un couple Car exercé sur les roues arrière au moyen d'une machine électrique apte à fonctionner en générateur ou en moteur, On entend par phase de lever de pied , la période pendant laquelle le conducteur du véhicule automobile n'actionne ni les freins ni l'accélérateur dudit 30 véhicule automobile. Il s'agit de préférence d'une phase de décélération des moteurs du véhicule pendant laquelle le conducteur dudit véhicule n'actionne pas les freins dudit véhicule, mais qui n'inclut pas une phase de changement de rapport de vitesse. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, fourni à titre d'exemple illustratif et non limitatif. 2906778 10 En particulier, le choix des valeurs définissant un glissement, une différence de vitesses supérieure à un seuil, l'activation des systèmes de sécurité des trains avant et arrière n'est donnée qu'à titre d'exemple illustratif mais non limitatif. On peut imaginer d'autres conventions permettant de déterminer le 5 glissement des roues, une différence de vitesses supérieure à un seuil ainsi qu'une activation des systèmes de sécurité des trains avant et arrière. REVENDICATIONS 1. Procédé d'interdiction de récupération d'énergie sur un véhicule automobile hybride, à quatre roues motrices, équipé d'une machine électrique sur le train arrière apte à fonctionner en moteur ou en générateur de manière à récupérer de l'énergie, d'un moteur à combustion interne sur le train avant, d'un détecteur de glissement de chaque roue du véhicule, délivrant un signal de glissement G fonction du nombre de roues en glissement, et/ou d'un système d'évaluation de la différence maximale entre les vitesses de rotation de première et deuxième roues, délivrant un signal de différence de vitesses DV signifiant que la différence de vitesses dépasse un seuil prédéterminé w,;m, et/ou d'un détecteur de marche d'un système de sécurité du train avant, délivrant un signal Fav, et/ou d'un détecteur de marche d'un système de sécurité du train arrière, délivrant un signal Far, caractérisé en ce que l'on interdit la récupération d'énergie sur la machine électrique si au moins une des conditions suivantes est remplie : a) le signal de glissement G indique un glissement, b) le signal de différence de vitesses dépasse un seuil prédéterminé w,;m, c) le système de sécurité du train avant est actif, d) le système de sécurité du train arrière est actif. 2. Procédé d'interdiction de récupération d'énergie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de sécurité du train avant est un système d'anti patinage et/ou un système antiblocage des roues et/ou un système électronique de stabilisation. 3. Procédé d'interdiction de récupération d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le système de sécurité du train arrière est un système d'anti patinage et/ou un système électronique de stabilisation. 35 2906778 12 4. Procédé d'interdiction de récupération d'énergie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le signal de différence de vitesses DV est un signal booléen. 5 5. Procédé d'interdiction de récupération d'énergie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le signal de glissement G est un signal booléen. 6. Procédé d'interdiction de récupération d'énergie selon la revendication 4, 10 caractérisé en ce que l'on obtient le signal DV de différence de vitesses en comparant une valeur seuil won, à la différence entre la valeur maximum et la valeur minimum des signaux issus de quatre capteurs de vitesse de roue filtrés et ramenés au centre de gravité du véhicule, W11_centre pour la roue avant gauche, W21 centre pour la roue arrière gauche, W12_centre pour la roue avant droite et W22_centre 15 pour la roue arrière droite, suivant les équations approximées suivantes : wll centre = WI1 R / 12 R+2J +L2 W12 centre = W12 R 12 [Rù +L2 \ 2) 1 E IF E W21centre = W21 + 2r et w22_ centre = W22 + 2r avec w11 la vitesse de la roue avant gauche, w21 la vitesse de la roue arrière gauche, w12 la vitesse de la roue avant droite et w22 la vitesse de la roue arrière 20 droite, la vitesse de lacet du véhicule, E la voie des trains du véhicule, R la rayon du virage, L l'empattement du véhicule et r le rayon des roues du véhicule. 7. Procédé d'interdiction de récupération d'énergie selon la revendication 5, caractérisé en ce que le signal de glissement G est établi en déterminant pour 25 chaque roue son état de glissement et en comparant à tout instant le nombre de roues en train de glisser Nrg avec un nombre seuil Glin,. 8. Procédé d'interdiction de récupération d'énergie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que si l'on interdit la récupération 30 d'énergie pendant une phase de lever de pied , on applique une répartition 2906778 13 d'un couple de consigne Ctot de manière que la traînée des roues avant soit supérieure à celle des roues arrière. 9. Calculateur embarqué dans un véhicule automobile comportant un moteur à 5 combustion interne et une machine électrique, un détecteur de glissement de chaque roue du véhicule, un détecteur de la différence maximale entre les vitesses de rotation de première et deuxième roues, un détecteur de marche d'un système de sécurité du train avant et arrière, caractérisé en ce qu'il est programmé pour exécuter un procédé selon l'une quelconque des revendications 10 précédentes.