Brevet FR3043604A1 — publié le 20170519

Système et procédé de surveillance du couple moteur d'un véhicule électrique ou hybride La présente invention se rapporte de manière générale aux domaines de l'électrotechnique et de l'automobile, et concerne plus précisément la surveillance d'un groupe motopropulseur électrique d'un véhicule électrique ou hybride. Il est en effet nécessaire, pour des raisons de sécurité, de vérifier que le couple mécanique fourni par le moteur électrique de traction d'un tel véhicule suive bien la demande de couple du conducteur, cette demande étant signalée au véhicule via la pédale d'accélérateur du véhicule. En effet, un certain nombre de défauts matériels ou logiciels peuvent engendrer une mauvaise réalisation du couple demandé par le conducteur, générant ainsi des accélérations intempestives, ou des freinages intempestifs qui pourraient provoquer un accident. La demande de brevet français FR3006949 propose une stratégie de surveillance du couple moteur d'un véhicule électrique ou hybride, qui mesure l'écart entre une requête de couple, représentative du couple demandé par le conducteur, et le couple réalisé par le moteur, et compare cet écart à un seuil, pendant les périodes de variations peu dynamiques de la requête de couple. En effet en dehors de ces périodes des variations peu dynamiques la surveillance de cet écart peut s'avérer peu pertinente. Lorsque l'écart est supérieur au seuil, un mode dégradé de conduite est appliqué au véhicule. Néanmoins, les inventeurs ont constaté que cette solution n'est pas robuste face aux fausses détections. Or une robustesse aux fausses détections est nécessaire car le mode dégradé appliqué en cas de fausse détection est très dérangeant pour le conducteur : il s'agit, en fonction des situations détectées, d'une alerte affichée au tableau de bord, d'une coupure de couple et/ou d'une panne immobilisante. Notamment, cette solution n'est pas robuste à un défaut transitoire de calcul, ou à une incohérence de couple transitoire, 3043604 2 rapide et non dangereuse, qui ne nécessitent pas l'application d'un tel mode dégradé très contraignant. 5 Un des buts de l'invention est de remédier à au moins une partie des inconvénients de la technique antérieure en fournissant un procédé et un dispositif de surveillance d'un groupe motopropulseur électrique qui permettent de mieux appréhender le niveau de dangerosité des écarts entre la valeur de couple réalisée et la requête de couple issue d'un signal émis par la pédale 10 d'accélérateur. A cette fin, l'invention propose un procédé de surveillance d'un groupe motopropulseur électrique, comportant des étapes de : - comparaison entre une valeur d'estimation de couple moteur et un gabarit de couple moteur dépendant d'une valeur de requête de couple, 15 - détection d'une situation anormale du type freinage intempestif, ou freinage trop important, ou accélération intempestive, lorsque ladite valeur d'estimation de couple moteur ne se situe pas dans ledit gabarit de couple moteur, ledit procédé étant caractérisé en ce que ladite étape de détection est suivie d'une étape de consolidation, dans laquelle ladite situation anormale est 20 confirmée lorsque ladite étape de détection détecte une situation anormale pendant une durée de confirmation qui est inversement proportionnelle à l'écart en valeur absolue entre ladite valeur d'estimation de couple moteur et ladite valeur de requête de couple pendant ladite durée de confirmation. Cet écart est éventuellement moyenné ou filtré sur une période de détection de la situation 25 anormale. Grâce à l'invention, le mode dégradé est appliqué dans un temps suffisamment court pour assurer la sécurité du conducteur, tout en n'étant déclenché que lorsque cela est nécessaire. Par exemple si le moteur électrique de traction réalise de façon inopportune un couple de 50Nm (Newton mètre) 30 plus élevé que celui demandé par le conducteur, cette situation d'accélération intempestive amène plus facilement et plus vite à un accident que si le moteur 3043604 3 réalisait un couple de 15Nm de plus que le couple demandé par le conducteur. Le procédé selon l'invention tient compte de la différence entre ces deux situations en appliquant plus vite un mode dégradé dans le premier cas. Selon une caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention, 5 ladite durée de confirmation dépend du type de situation anormale détectée. Ainsi on adapte le temps de détection d'une situation anormale en fonction de la nature de celle-ci, ce qui permet de n'appliquer un mode dégradé au véhicule qu'après avoir évalué le niveau de dangerosité de cette situation anormale, et donc de l'appliquer de façon plus pertinente que dans l'art 10 antérieur. Selon une autre caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention, ladite étape de consolidation est suivie d'une étape de remontée d'alerte et d'une étape d'application d'un mode dégradé dans laquelle : - les éléments de commutation d'un onduleur d'alimentation dudit groupe 15 motopropulseur électrique sont ouverts lorsque ladite situation anormale détectée est une accélération intempestive, - ou ledit onduleur est mis en court-circuit lorsque ladite situation anormale détectée est un freinage trop important, - ou on interdit au moins temporairement l'utilisation du groupe 20 motopropulseur électrique du véhicule. On applique ainsi un mode dégradé adapté à la situation : notamment les effets d'une accélération intempestive seront diminués par une coupure de couple moteur et ceux d'un freinage trop important aussi appelé sur-freinage seront réduits par une limitation du couple de freinage. 25 Selon une autre caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention, ladite étape de remontée d'alerte s'accompagne d'une notification au conducteur via une interface Homme-Machine. Cette notification permet au conducteur de mieux appréhender la situation anormale détectée par le procédé selon l'invention. 30 Selon une autre caractéristique avantageuse, le procédé selon l'invention comporte en outre une étape de détection d'une fin de situation dangereuse dès 3043604 4 que ladite valeur d'estimation de couple moteur redevient comprise dans ledit gabarit de couple pendant une durée dépendant du type de situation anormale précédemment détectée. Cette caractéristique de l'invention permet par exemple de mettre fin de 5 manière pertinente à l'application d'un mode dégradé sur le véhicule, lorsque la situation anormale précédemment détectée le permet. Selon encore une autre caractéristique avantageuse du procédé selon l'invention, une situation d'accélération intempestive est détectée lorsque ladite valeur d'estimation de couple moteur est supérieure: 10 - à la valeur maximale entre un seuil minimal positif de couple et ladite valeur de requête de couple augmentée d'une valeur d'écart maximum acceptable, lorsque ladite valeur de requête de couple est négative, ladite valeur d'écart maximum acceptable étant supérieure audit seuil minimal positif de couple, 15 - ou à ladite valeur de requête de couple multipliée par un coefficient compris dans l'intervalle [1,2] et augmentée d'une valeur d'écart maximum acceptable, lorsque ladite valeur de requête de couple est positive. Cette implémentation d'une détection d'une situation d'accélération intempestive présente l'avantage d'être plus tolérant vis-à-vis d'une accélération 20 intempestive à faible couple. Par ailleurs pour lisser cette détection d'accélération intempestive, la valeur d'écart maximum acceptable utilisée peut être choisie identique pour le cas où la requête de couple est positive et pour le cas où la requête de couple est négative. Selon une encore autre caractéristique avantageuse du procédé selon 25 l'invention, une situation de freinage intempestif est détectée lorsque ladite valeur de requête de couple est positive et lorsque ladite valeur d'estimation de couple moteur est inférieure à la valeur minimale entre un seuil maximal négatif de couple et ladite valeur de requête de couple diminuée d'une valeur d'écart maximum acceptable, ladite valeur d'écart maximum acceptable étant 30 supérieure à la valeur absolue dudit seuil maximal négatif de couple. 3043604 5 De façon similaire, cette implémentation d'une détection d'une situation de freinage intempestif présente l'avantage d'être plus tolérant vis-à-vis d'un freinage intempestif à faible couple. Selon enfin une autre caractéristique avantageuse du procédé selon 5 l'invention, une situation de freinage trop important est détectée lorsque ladite valeur de requête de couple est négative et lorsque ladite valeur d'estimation de couple moteur est inférieure à ladite valeur de requête de couple multipliée par un coefficient compris dans l'intervalle [1,2] et diminuée d'une valeur d'écart maximum acceptable. 10 De même, cette implémentation d'une détection d'une situation de freinage trop important présente l'avantage d'être plus tolérant vis-à-vis d'un sur-freinage à faible couple. Par ailleurs, pour rendre une détection de freinage trop important continue avec une détection de freinage intempestif à requête de couple nulle, la valeur d'écart maximum acceptable utilisée dans les deux cas 15 est de préférence choisie identique. L'invention concerne aussi un système de surveillance d'un groupe motopropulseur électrique, comportant des moyens de : - comparaison entre une valeur d'estimation de couple moteur et un gabarit de couple moteur dépendant d'une valeur de requête de couple, 20 - détection d'une situation anormale du type freinage intempestif, ou freinage trop important, ou accélération intempestive, lorsque ladite valeur d'estimation de couple moteur ne se situe pas dans ledit gabarit de couple moteur, ledit système étant caractérisé en ce que lesdits moyens de détection comporte des moyens de consolidation aptes à confirmer ladite situation 25 anormale lorsque lesdits moyens de détection détectent ladite situation anormale pendant une durée de confirmation qui est inversement proportionnelle à l'écart en valeur absolue entre ladite valeur d'estimation de couple moteur et ladite valeur de requête de couple pendant ladite durée de confirmation. 3043604 6 Selon une caractéristique avantageuse du système selon l'invention, ladite durée de confirmation dépend du type de situation anormale détectée par lesdits moyens de détection. L'invention concerne enfin un programme d'ordinateur comportant des 5 instructions pour mettre en oeuvre le procédé de surveillance selon l'invention, lorsqu'il est exécuté sur un ou plusieurs processeurs. Le système de surveillance selon l'invention et le programme d'ordinateur selon l'invention présentent des avantages analogues à ceux du procédé de surveillance selon l'invention. 10 D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préféré décrit en référence aux figures dans lesquelles : - la figure 1 représente un système de surveillance d'un groupe motopropulseur 15 électrique selon l'invention, dans ce mode préféré de réalisation de l'invention, - la figure 2 représente des étapes du procédé de surveillance d'un groupe motopropulseur électrique selon l'invention, dans ce mode préféré de réalisation de l'invention, - et la figure 3 représente un gabarit de couple moteur en fonction d'une valeur 20 de requête de couple, permettant de détecter une accélération intempestive, ou un freinage intempestif, ou un freinage trop important. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention représenté à la figure 1, un système SYS de surveillance d'un groupe motopropulseur électrique est 25 implémenté de façon logicielle dans un calculateur d'un véhicule électrique ou hybride. Le système SYS comporte un module COMP de comparaison recevant en entrée : - une valeur de requête de couple Treq, représentative de la demande de 30 couple du conducteur formulée, par exemple, via la pédale d'accélérateur, et 3043604 7 - et une valeur d'estimation de couple Test, qui est une estimation ou une mesure du couple réalisé par le groupe motopropulseur électrique du véhicule en réponse à la requête de couple Treq. Le module de comparaison COMP est apte à comparer la valeur 5 d'estimation de couple Treq à un gabarit GAB de couple moteur, prédéterminé. Le gabarit GAB est déterminé par exemple suite à des essais de conduite sur le véhicule. Le résultat de cette comparaison est fourni à un module DET de détection d'une situation anormale, présent dans le système SYS de surveillance. 10 Le module DET de détection est apte à détecter, en fonction du résultat de la comparaison effectuée par le module COMP, une situation d'accélération intempestive, de freinage intempestif ou de freinage trop important, lorsque la valeur d'estimation de couple Test ne se situe pas dans le gabarit GAB de couple moteur. 15 Le module DET de détection comporte un module de consolidation CONS apte à confirmer une détection de situation d'accélération intempestive, de freinage intempestif ou de freinage trop important, lorsque cette situation est détectée pendant une durée de confirmation variant en fonction du type de situation détectée et de l'écart en valeur absolue entre la valeur d'estimation de 20 couple Test et la valeur de requête de couple Treq pendant la phase de confirmation. Lorsqu'une situation d'accélération intempestive, de freinage intempestif ou de freinage trop important est confirmée par le module de consolidation CONS, le module de détection DET est apte à envoyer un message à un module 25 de remontée d'alerte ALE du système SYS, le notifiant du type de situation anormale détectée (accélération intempestive, freinage intempestif ou freinage trop important). Le module de remontée d'alerte ALE est apte à communiquer avec une interface Homme-Machine IHM pour faire afficher un message sur le tableau de 30 bord du véhicule, notifiant le conducteur du type de situation anormale détectée par exemple sur un écran multimédia. En variant l'interface IHM allume un 3043604 8 voyant lumineux spécifique à la détection d'une situation anormale, ou communique vocalement le type de situation anormale détectée au conducteur. Si la situation anormale détectée l'exige, le module de remontée d'alerte ALE est apte à communiquer avec un système de commande CMD du groupe 5 motopropulseur électrique afin d'appliquer un mode dégradé plus contraignant que la simple notification au conducteur de la situation anormale détectée. En référence à la figure 2, un procédé de surveillance du groupe motopropulseur selon l'invention mis en oeuvre par les modules logiciels du 10 système de surveillance SYS selon l'invention est représenté sous la forme d'un algorithme comportant des étapes El à E8. L'étape El est la réception en continu d'une valeur de requête de couple Treq et d'une valeur d'estimation de couple Test réalisé par le groupe motopropulseur. 15 L'étape E2 est une comparaison de la valeur d'estimation de couple Test précédemment reçue au gabarit de couple moteur GAB fonction de la requête de couple Treq précédemment reçue. Le gabarit GAB est représenté sur la figure 3. 20 Le gabarit GAB représenté sur la figure 3 est délimité par trois zones : - Une zone ZAI d'accélération intempestive correspondant aux valeurs d'estimation de couple moteur Test pour lesquelles : Test > max(SPmin, (Treq+ 01 max) ) lorsque Treq Treq*(1 +e) + 01 max lorsque Treq O 25 où : - max(u,v) est l'opérateur maximum de u et y, - SPmin est un seuil minimal positif de couple, égal par exemple à 5Nm (Newton mètre). - 01 max est un écart maximum de couple acceptable, égal par exemple 30 à 10Nm. 3043604 9 - e est un nombre compris dans l'intervalle [0,1], Treq*e pouvant être interprété comme une erreur de couple acceptable en pourcentage de la requête de couple Treq. e est par exemple pris égal à 5%. 5 - Une zone ZFI de freinage intempestif correspondant aux valeurs d'estimation de couple moteur Test pour lesquelles : Test O où : - min(u,v) est l'opérateur minimum de u et y, 10 - SNmax est un seuil maximal négatif de couple, égal par exemple à - 7Nm. - 02max est un écart maximum de couple acceptable, égal par exemple à 12Nm. 15 - Et une zone ZSF de freinage trop important correspondant aux valeurs d'estimation de couple moteur Test pour lesquelles : Test REVENDICATIONS1. Procédé de surveillance d'un groupe motopropulseur électrique, comportant des étapes de : - comparaison (E2) entre une valeur d'estimation de couple moteur (Test) et un gabarit (GAB) de couple moteur dépendant d'une valeur de requête de couple (Treq), - détection (E3) d'une situation anormale du type freinage intempestif, ou freinage trop important, ou accélération intempestive, lorsque ladite valeur d'estimation de couple moteur (Test) ne se situe pas dans ledit gabarit (GAB) de couple moteur, ledit procédé étant caractérisé en ce que ladite étape de détection (E3) est suivie d'une étape de consolidation (E4), dans laquelle ladite situation anormale est confirmée lorsque ladite étape de détection (E3) détecte une situation anormale pendant une durée de confirmation qui est inversement proportionnelle à l'écart en valeur absolue entre ladite valeur d'estimation de couple moteur (Test) et ladite valeur de requête de couple (Treq) pendant ladite durée de confirmation. 2. Procédé de surveillance selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite durée de confirmation dépend du type de situation anormale détectée. 3. Procédé de surveillance selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite étape de consolidation (E4) est suivie d'une étape de remontée d'alerte (E5) et d'une étape (E6) d'application d'un mode dégradé dans laquelle : - les éléments de commutation d'un onduleur d'alimentation dudit groupe motopropulseur électrique sont ouverts lorsque ladite situation anormale détectée est une accélération intempestive, - ou ledit onduleur est mis en court-circuit lorsque ladite situation anormale détectée est un freinage trop important, 3043604 15 - ou on interdit au moins temporairement l'utilisation du groupe motopropulseur électrique du véhicule. 4. Procédé de surveillance selon la revendication 3, dans lequel ladite étape de 5 remontée d'alerte (E5) s'accompagne d'une notification au conducteur via une interface Homme-Machine. 5. Procédé de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comportant en outre une étape de détection d'une fin de situation dangereuse 10 (E7) dès que ladite valeur d'estimation de couple moteur (Test) redevient comprise dans ledit gabarit de couple (GAB) pendant une durée dépendant du type de situation anormale précédemment détectée. 6. Procédé de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 15 caractérisé en ce qu'une situation d'accélération intempestive est détectée lorsque ladite valeur d'estimation de couple moteur (Test) est supérieure: - à la valeur maximale entre un seuil minimal positif de couple (SPmin) et ladite valeur de requête de couple (Treq) augmentée d'une valeur d'écart maximum acceptable (Al max), lorsque ladite valeur de requête de couple (Treq) est 20 négative, ladite valeur d'écart maximum acceptable (Al max) étant supérieure audit seuil minimal positif de couple (SPmin), - ou à ladite valeur de requête de couple (Treq) multipliée par un coefficient compris dans l'intervalle [1,2] et augmentée d'une valeur d'écart maximum acceptable (A1max), lorsque ladite valeur de requête de couple est positive. 25 7. Procédé de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'une situation de freinage intempestif est détectée lorsque ladite valeur de requête de couple (Treq) est positive et lorsque ladite valeur d'estimation de couple moteur (Test) est inférieure à la valeur minimale entre un 30 seuil maximal négatif de couple (SNmax) et ladite valeur de requête de couple (Treq) diminuée d'une valeur d'écart maximum acceptable (02max), ladite valeur 3043604 16 d'écart maximum acceptable (A2max) étant supérieure à la valeur absolue dudit seuil maximal négatif de couple (SNmax). 8. Procédé de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, 5 caractérisé en ce qu'une situation de freinage trop important est détectée lorsque ladite valeur de requête de couple (Treq) est négative et lorsque ladite valeur d'estimation de couple moteur (Test) est inférieure à ladite valeur de requête de couple (Treq) multipliée par un coefficient compris dans l'intervalle [1,2] et diminuée d'une valeur d'écart maximum acceptable (A2max). 10 9. Système (SYS) de surveillance d'un groupe motopropulseur électrique, comportant des moyens de : - comparaison (COMP) entre une valeur d'estimation de couple moteur (Test) et un gabarit (GAB) de couple moteur dépendant d'une valeur de requête 15 de couple (Treq), - détection (DET) d'une situation anormale du type freinage intempestif, ou freinage trop important, ou accélération intempestive, lorsque ladite valeur d'estimation (Test) de couple moteur ne se situe pas dans ledit gabarit (GAB) de couple moteur, 20 ledit système étant caractérisé en ce que lesdits moyens de détection (DET) comporte des moyens de consolidation (CONS) aptes à confirmer ladite situation anormale lorsque lesdits moyens de détection (DET) détectent ladite situation anormale pendant une durée de confirmation qui est inversement proportionnelle à l'écart en valeur absolue entre ladite valeur d'estimation de 25 couple moteur (Test) et ladite valeur de requête de couple (Treq) pendant ladite durée de confirmation. 10. Système (SYS) de surveillance selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite durée de confirmation dépend du type de situation anormale détectée 30 par lesdits moyens de détection (DET). 3043604 17 11. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour mettre en oeuvre le procédé de surveillance selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, lorsqu'il est exécuté sur un ou plusieurs processeurs. 5 10