Brevet FR3048939A1 — publié le 20170922

Système et procédé de correction d'oscillations de couple dans une transmission d'un véhicule automobile à propulsion hybride La présente invention concerne le domaine des véhicules automobiles à propulsion hybride comprenant au moins deux sources d'énergie différentes, et plus précisément les véhicules automobiles comprenant d'une part, un moteur thermique et d'autre part, au moins une machine électrique. Plus particulièrement, la présente invention concerne les systèmes et procédé d'atténuation ou de correction des oscillations générées dans une transmission hybride. L'intérêt des transmissions hybrides est de fournir deux sources d'énergies, thermique et électrique, à la chaîne cinématique d'entraînement du véhicule. Les apports de couple de ces deux énergies peuvent se cumuler dans un mode dit « hybride » ou peuvent être utilisés séparément, soit dans un mode dit « thermique pur » où la machine électrique ne fournit pas de couple à la chaîne de traction, soit dans un mode dit « électrique pur », où le moteur thermique ne fournit pas de couple à la chaîne de traction. Les transmissions hybrides permettent d'entraîner le moteur thermique à l'arrêt ou en roulage en utilisant la machine électrique comme démarreur. Les transmissions hybrides permettent également de charger les batteries du véhicule par la machine électrique fonctionnant en générateur. Toutefois, les discontinuités de couple appliquées à l'arbre d'entrée de la transmission, notamment en cas de changement de rapport, de démarrage du véhicule, de freinage, d'une forte accélération du véhicule, etc..., ont une forte incidence sur l'accélération du véhicule. En effet, la discontinuité de couple génère des oscillations de la vitesse de rotation de la chaîne cinématique, c'est-à-dire de l'ensemble des éléments tournants qui transmettent la 3048939 2 puissance motrice aux roues du véhicule. Ces oscillations de la vitesse de rotation des éléments de la transmission se traduisent par des oscillations de l'accélération du véhicule, et donc par des à-coups du véhicule. Ces à-coups sont ressentis dans l'habitacle du véhicule et 5 constituent un désagrément pour le conducteur et les occupants du véhicule. Il est connu de mesurer les vitesses de rotation de différents composants de la chaîne cinématique et d'ajuster la consigne de couple du moteur électrique en fonction de la différence entre les vitesses de 10 rotation mesurées et un seuil. Toutefois, de tels systèmes ne sont pas efficaces. On pourra se référer au document FR 2 910 198 qui décrit un procédé de commande de la correction d'oscillations sur l'arbre de transmission d'un véhicule automobile à propulsion hybride. Ce 15 procédé comprend une étape d'agrément curatif de couple appliquée par une machine électrique. Or, il n'est pas toujours possible de faire intervenir la machine électrique afin de fournir un couple de correction, notamment, par exemple, lorsque le niveau de charge de la batterie du véhicule n'est pas suffisant pour fournir la quantité 20 d'énergie nécessaire à la génération de couple. Il existe un besoin d'améliorer les systèmes d'atténuation des vibrations afin qu'il puisse être appliqué dans la majorité des situations de roulage du véhicule. L'objectif de l'invention est donc de pallier ces inconvénients 25 ci-dessus et de corriger au mieux les oscillations de la vitesse de rotation générées dans la transmission. L'invention a pour objectif de détecter ces vibrations dans la chaîne cinématique et de les atténuer au maximum. L'invention a pour objet un système de correction des 30 oscillations de couple générées dans une transmission d'un véhicule automobile à propulsion hybride comprenant un moteur thermique, au moins une machine électrique et une transmission mécanique reliée 3048939 3 audit moteur thermique, à ladite machine électrique et aux roues du véhicule. Le système de correction des oscillations de couple comprend un module de supervision apte à sélectionner l'actionneur capable 5 d'assurer la correction de couple, l'actionneur étant sélectionné parmi le moteur thermique ou la machine électrique et un module de correction des oscillations de couple apte à délivrer une consigne de couple corrigée en fonction du régime de rotation observé en sortie de l'actionneur sélectionné. 10 Avantageusement, le module de supervision comprend un module de sélection de l'actionneur en fonction du niveau de la batterie connectée à la machine électrique, de la température mesurée par des capteurs de température, de l'état de la machine électrique et de l'état de la chaîne cinématique. 15 Le module de supervision peut comprendre un module d'activation du module de correction des oscillations associé à l'actionneur sélectionné. Avantageusement, le module de correction comprend un module de détection d'une oscillation en observant le régime de rotation de 20 l'actionneur sélectionné par le module de supervision. Le module de détection d'une oscillation comprend, par exemple, deux filtres passe-bas disposés en série pour filtrer la valeur du régime de rotation de l'actionneur sélectionné, afin d'isoler les fréquences dues à l'oscillation générée par un à-coup et d'inverser la 25 phase du signal afin d'être en opposition de phase avec la consigne de commande de couple provenant du signal de commande résultant de l'appui sur la pédale d'accélération par le conducteur du véhicule. Dans un mode de réalisation, le module de correction comprend un module de calcul d'une consigne de correction en fonction de la 30 valeur filtrée du régime de rotation de l'actionneur sélectionné et d'un gain prédéterminé par le module de supervision. Dans un mode de réalisation, le module de correction comprend un moyen de calcul d'une consigne de couple corrigée en fonction 3048939 4 d'une valeur de couple demandée par le conducteur suite à l'appui sur la pédale d'accélération et ladite consigne de correction et un module de transmission de la consigne couple corrigée à l'actionneur sélectionné. 5 Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un véhicule automobile à propulsion hybride comprenant un moteur thermique, au moins une machine électrique, une transmission mécanique reliée audit moteur thermique, à ladite machine électrique et aux roues du véhicule et un système de correction des oscillations de couple générées dans 10 ladite transmission tel que décrit précédemment. Dans un mode de réalisation, le véhicule automobile comprend une unité de commande électronique apte à commander le moteur thermique, un onduleur apte à commander la machine électrique et un calculateur général apte à commander à la fois l'unité de commande 15 électronique et l'onduleur. Le module de supervision est, par exemple, intégré directement dans le calculateur général du véhicule automobile et le module de correction des oscillations de couple est, par exemple, intégré directement respectivement dans l'unité de commande électronique et dans l'onduleur, afin d'être au plus proche de 20 l'actionneur préalablement choisi. Il y a donc autant de module de correction que d'actionneur. Selon un troisième aspect, l'invention concerne un procédé de correction des oscillations dans une transmission d'un véhicule automobile à propulsion hybride comprenant un moteur thermique, au 25 moins une machine électrique et une transmission mécanique reliée audit moteur thermique, à ladite machine électrique et aux roues du véhicule, dans lequel on détermine l'actionneur à utiliser, parmi le moteur thermique ou la machine électrique, capable d'assurer la correction de couple, on détecte une oscillation dans la transmission 30 par observation du régime de rotation de l'actionneur choisi, on calcule une consigne de correction en fonction de la valeur filtrée du régime de rotation de l'actionneur sélectionné et d'un gain prédéterminé par le module de supervision, on calcule une consigne de 3048939 5 couple corrigée en fonction d'une valeur de couple demandée par le conducteur suite à l'appui sur la pédale d'accélération et ladite consigne de correction et on transmet la consigne couple corrigée à l'actionneur sélectionné. 5 D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente schématiquement l'architecture d'un 10 véhicule automobile selon l'invention; - la figure 2 représente en détails le système de correction des oscillations de la vitesse de rotation de la transmission de la figure 1 ; et - la figure 3 représente un organigramme d'un procédé de 15 correction des oscillations de la vitesse de rotation de la transmission selon un mode de mise en oeuvre de l'invention. Tel qu'illustré sur la figure 1, un véhicule automobile à propulsion hybride, référencé 10 dans son ensemble, comprend un groupe motopropulseur comportant un moteur thermique 12, une 20 machine électrique 14, une transmission 16 recevant un couple d'un premier arbre d'entrée 18 relié à l'arbre de sortie 12a du moteur thermique 12 par l'intermédiaire d'un premier embrayage 20, et un couple d'un deuxième arbre d'entrée 22 relié à l'arbre de sortie 14a du moteur électrique 14 par l'intermédiaire d'un deuxième embrayage 24, 25 et une batterie 26 connectée au moteur électrique 14. La transmission 16 comprend une boîte de vitesses, comme par exemple un engrenage planétaire (non représenté) qui distribue le couple à des engrenages à rapport fixe connectés aux roues 28a, 28b du véhicule par un arbre de sortie de couple 30a, 30b. Un mécanisme 30 différentiel 32 peut être placé entre la transmission 16 et l'arbre de sortie 30a, 30b. Les roues peuvent être les roues avant ou arrière du véhicule hybride. 3048939 6 Des capteurs de vitesse de rotation 34a, 34b, 34c sont placés respectivement sur les premier et deuxième arbres d'entrée 18, 22 et sur l'arbre de sortie de la transmission 16. Le groupe motopropulseur de véhicule hybride 10 comprend en outre un capteur de position de la 5 pédale 36 pour déterminer la consigne de couple Cc.ns demandée par le conducteur. Le groupe motopropulseur de véhicule hybride 10 comprend une unité de commande électronique (UCE) 40 qui commande le moteur thermique 12 et un onduleur 42 qui commande le moteur 10 électrique 14. Le groupe motopropulseur de véhicule hybride 10 comprend en outre un calculateur général 44, dit en termes anglo-saxons « Hybrid Electric Vehicle Calculator » (HEVC) qui commande à la fois l'unité de commande électronique (UCE) 40, l'onduleur 42 et la transmission 16 en fonction des données fournies par les différents 15 capteurs et la consigne de commande de couple demandée par le conducteur du véhicule. Comme représenté sur la figure 2, le véhicule automobile comprend un système 50 de correction des oscillations de couple comportant un module 52 de supervision et un module 54 de correction 20 des oscillations de couple. Le module 52 de supervision est intégré directement dans le calculateur général et comporte un module 56 de sélection de l'actionneur à utiliser qui sera capable d'assurer la correction de couple. L'actionneur est choisi parmi le moteur thermique ou le 25 moteur électrique en fonction du niveau de la batterie Ebat, de la température T mesurée par des capteurs de température (non représentés), de l'état de la machine électrique EME et de l'état de la chaîne cinématique Etr. Par défaut, le module de supervision 52 choisira le moteur électrique. En effet, le moteur électrique permet une 30 précision et une réactivité accrue par rapport à celles du moteur thermique. Toutefois, en cas de niveau insuffisant de la batterie, de forte chaleur, de panne de la machine électrique ou lorsque l'état de la chaîne cinématique induit un découplage de la machine électrique de 3048939 7 la transmission, le module de supervision choisira le moteur thermique comme actionneur. Le module 52 de supervision comprend en outre un module 57 de détermination des paramètres des filtres passe-bas et du gain 5 permettant de calculer une valeur de consigne de couple corrective et un module 58 d'activation du module 54 de correction des oscillations de couple. Le module 54 de correction des oscillations de couple est intégré directement dans chacun des actionneurs, c'est-à-dire dans 10 l'onduleur 42 et dans l'unité de commande électronique 40, afin d'être au plus proche de l'actionneur préalablement choisi. Tel qu'illustré, le module 54 de correction des oscillations de couple comprend un module 60 de détection d'une oscillation en observant le régime de rotation w de l'actionneur choisi par le module 15 de supervision. Le module 60 de détection d'une oscillation comprend deux filtres passe-bas F1, F2 en série afin d'isoler les fréquences dues à l'oscillation générée par un à-coup et d'inverser la phase du signal afin d'être en opposition de phase avec la consigne de commande de 20 couple C,.ns provenant du signal de commande résultant de l'appui sur la pédale d'accélération par le conducteur du véhicule. Le module 54 de correction comprend en outre un module 62 de calcul de la consigne de correction Ccorr en multipliant la valeur filtrée du régime de rotation Wfiltrée de l'actionneur choisi par un gain K 25 prédéterminé par le module de supervision. La consigne de couple corrective Ccorr vient se soustraire dans un soustracteur 64 à la consigne de couple demandée Ccons pour délivrer une consigne de couple corrigée Cf à l'actionneur choisi par un module 66 de transmission de la consigne couple corrigée Cf. 30 La correction de couple peut donc être appliquée quelle que soit la situation de roulage du véhicule hybride. Le signal de correction est transmis au plus près de l'actionneur choisi, c'est à dire à l'onduleur pour le moteur électrique 3048939 8 et à l'unité de commande électronique pour le moteur thermique. Ainsi, le décalage entre la mesure de l'oscillation et la production de couple peut être réduit au maximum, afin d'obtenir une correction de l'oscillation la plus efficace possible. 5 Tel qu'illustré sur la figure 3, le procédé de correction des oscillations dans la transmission comprend une première étape 71 de sélection de l'actionneur à utiliser qui sera capable d'assurer la correction de couple, une deuxième étape 72 de détermination de paramètres à prendre en compte pour calculer une consigne de couple 10 corrective, et une troisième étape 73 d'activation du module 54 de correction de l'actionneur choisi et de transmission des paramètres prédéterminés. Lesdits paramètres déterminés à l'étape 72 sont déterminés, principalement, en fonction du régime de rotation de l'actionneur choisi et de l'état de la chaîne cinématique, tel que par 15 exemple le rapport de la boîte de vitesse sélectionné. Une fois le module de correction activé directement au plus proche de l'actionneur choisi, le procédé de correction comprend une étape 74 de détection de l'oscillation par observation du régime de rotation de l'actionneur choisi, une étape 75 de filtrage de la valeur 20 mesurée du régime de rotation de l'actionneur choisi et une étape 76 de calcul de la consigne de couple corrective Ccorr à appliquer à la consigne de couple Cc.ns et une étape 77 de transmission de la consigne de couple corrigée Cf à l'actionneur préalablement choisi. L'invention est applicable à tout véhicule hybride comportant 25 au moins une machine électrique. Grace à l'invention, les oscillations dans la transmission peuvent être contrées en injectant un couple en opposition de phase directement au niveau des calculateurs dédiés à chacun des actionneurs présents, c'est-à-dire au moteur thermique ou au moteur électrique. 30 De plus, le contrôle coordonné des composants de la transmission permet de réduire au mieux la consommation énergétique du véhicule et de répondre à des normes de pollution de plus en plus exigeantes. REVENDICATIONS1. Système (50) de correction des oscillations de couple générées dans une transmission d'un véhicule automobile à propulsion hybride comprenant un moteur thermique (12), au moins une machine électrique (14) et une transmission mécanique (16) reliée audit moteur thermique, à ladite machine électrique (14) et aux roues (28a, 28b) du véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend : un module (52) de supervision apte à sélectionner l'actionneur (12, 14) capable d'assurer la correction de couple, l'actionneur étant sélectionné parmi le moteur thermique ou la machine électrique ; et un module (54) de correction des oscillations de couple apte à délivrer une consigne de couple corrigée (Ccorr) en fonction du régime de rotation (w) observé en sortie de l'actionneur sélectionné. 2. Système (50) de correction des oscillations de couple selon la revendication 1, dans lequel le module (52) de supervision comprend un module (56) de sélection de l'actionneur en fonction du niveau de la batterie (Ebat) connectée à la machine électrique, de la température (T) mesurée par des capteurs de température, de l'état de la machine électrique (EME) et de l'état de la chaîne cinématique (Etr). 3. Système (50) de correction des oscillations de couple selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le module (52) de supervision comprend un module (58) d'activation du module (54) de correction des oscillations associé à l'actionneur sélectionné. 4. Système (50) de correction des oscillations de couple selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le module (54) de correction comprend un module (60) de détection d'une oscillation en observant le régime de rotation (w) de l'actionneur sélectionné par le module de supervision (52). 5. Système (50) de correction des oscillations de couple selon la revendication 4, dans lequel le module (60) de détection d'une oscillation comprend deux filtres passe-bas (F1, F2) disposés en série pour filtrer la valeur du régime de rotation (w) de l'actionneur sélectionné. 3048939 10 6. Système (50) de correction des oscillations de couple selon la revendication 5, dans lequel le module (54) de correction comprend un module (62) de calcul d'une consigne de correction (Ccorr) en fonction de la valeur filtrée ( Mfiltrée) du régime de rotation (w) de 5 l'actionneur sélectionné et d'un gain (K) prédéterminé par le module de supervision (52). 7. Système (50) de correction des oscillations de couple selon la revendication 6, dans lequel le module (54) de correction comprend un moyen de calcul (64) d'une consigne de couple corrigée (Cf) en 10 fonction d'une valeur de couple demandée (C,..) par le conducteur suite à l'appui sur la pédale d'accélération et ladite consigne de correction (Ccorr) et un module (66) de transmission de la consigne couple corrigée (Cf) à l'actionneur sélectionné. 8. Véhicule automobile à propulsion hybride comprenant un 15 moteur thermique (12), au moins une machine électrique (14), une transmission mécanique (16) reliée audit moteur thermique, à ladite machine électrique (14) et aux roues (28a, 28b) du véhicule et un système (50) de correction des oscillations de couple générées dans ladite transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 20 9. Véhicule automobile selon la revendication 8, comprenant une unité de commande électronique (40) apte à commander le moteur thermique (12), un onduleur (42) apte à commander la machine électrique (14) et un calculateur général (44) apte à commander à la fois l'unité de commande électronique (40) et l'onduleur (42), le 25 module 52 de supervision étant intégré directement dans le calculateur général (44) du véhicule automobile et le module 54 de correction des oscillations de couple étant intégré directement respectivement dans l'unité de commande électronique (40) et dans l'onduleur (42). 10. Procédé de correction des oscillations dans une 30 transmission d'un véhicule automobile à propulsion hybride comprenant un moteur thermique (12), au moins une machine électrique (14) et une transmission mécanique (16) reliée audit moteur thermique, à ladite machine électrique (14) et aux roues (28a, 28b) du véhicule, dans lequel on détermine l'actionneur à utiliser, parmi le 3048939 11 moteur thermique ou la machine électrique, capable d'assurer la correction de couple, on détecte une oscillation dans la transmission par observation du régime de rotation de l'actionneur choisi, on calcule une consigne de correction (Ccorr) en fonction de la valeur 5 filtrée ( Wfiltrée) du régime de rotation (w) de l'actionneur sélectionné et d'un gain (K) prédéterminé par le module de supervision (52), on calcule (64) une consigne de couple corrigée (Cf) en fonction d'une valeur de couple demandée (Ccons) par le conducteur suite à l'appui sur la pédale d'accélération et ladite consigne de correction (Ccorr) et on 10 transmet la consigne couple corrigée (Cf) à l'actionneur sélectionné.