Brevet FR3061688A1 — publié le 20180713

PROCEDE DE CONTROLE DE GROUPE MOTOPROPULSEUR HYBRIDE EN DECELERATION La présente invention concerne les stratégies de 5 contrôle implémentées dans les véhicules équipés de groupes motopropulseurs (GMP) hybrides. Plus précisément, elle a pour objet un procédé de contrôle du freinage récupératif d'un groupe motopropulseur hybride où la demande de freinage exprimée par le conducteur 10 en pressant sa pédale de frein est répartie par un système de contrôle de freinage, entre les freins du véhicule et une machine électrique fonctionnant en générateur pour recharger la batterie. Un véhicule hybride équipé d'une machine électrique 15 dispose la plupart du temps de périodes de récupération d'énergie lors des décélérations, profitant ainsi de l'énergie cinétique du véhicule pour générer de l'électricité, en appliquant un couple négatif à la roue à l'aide de la machine électrique, faisant alors office de génératrice. 20 Sur certaines applications hybrides, une technologie dite de « freinage découplé » est intégrée. Elle permet de répartir entre les freins de roue et la machine électrique, le niveau de décélération demandé par le conducteur en pressant sa pédale de frein. L'énergie cinétique n'est plus 25 entièrement perdue par le frottement des plaquettes sur les disques de frein/tambours, mais utilisée en partie ou en totalité par la machine électrique, pour recharger la batterie du véhicule. La chaîne cinématique du véhicule est définie par une 30 combinaison de coupleurs et de réducteurs, spécifiques à chaque architecture. Lors de changements d'états de la chaîne cinématique, la machine électrique peut être momentanément découplée des roues, pour permettre le changement de rapport de démultiplication. Lorsque ce changement d'état intervient 35 en phase de freinage avec récupération d'énergie, la récupération s'annule temporairement, en entraînant la perte 3061688 - 2 du niveau de décélération réalisé par la machine électrique. Pendant un tel changement d'état, la décélération effective du véhicule ne correspond plus à la requête de décélération, du conducteur. La publication FR 2 973 299, décrit par exemple une transmission hybride pour véhicule automobile muni d'un moteur thermique et d'une machine électrique d'entraînement, qui comprend deux arbres primaires excentriques et un arbre secondaire portant deux pignons de vitesses et un coupleur. Le coupleur permet de lier la machine électrique aux roues sur deux rapports de transmission, en mode électrique ou hybride. Il s'ouvre pour autoriser un changement entre ces rapports en interrompant temporairement la transmission du couple (moteur ou résistant) aux roues, pendant le passage. Si le véhicule est en phase de décélération, la décélération effective du véhicule ne correspond plus à la requête de décélération du conducteur. La présente invention vise à garantir un niveau de décélération constant en situation de freinage, pendant un 20 changement d'état de la chaîne cinématique impliquant une rupture de couple électrique aux roues. Dans ce but, elle propose que lors d'un changement d'état de la chaîne cinématique impliquant l'interruption de la transmission du couple de freinage récupératif de la 25 machine électrique aux roues, le couple de freinage récupératif soit transféré temporairement par le système de contrôle de freinage, vers les freins du véhicule. De préférence, le transfert intervient avant le début du changement d'état. 30 Cette méthode est utilisable sur l'ensemble des véhicules hybrides équipés d'une transmission automatique dont la chaîne cinématique, possède au moins deux états dont le changement implique une rupture de couple électrique aux roues. 35 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif 3061688 - 3 - de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels : - La figure 1 est un exemple d'architecture électronique utilisée, et 5 Les figures 2 et 3 illustrent le déroulement de la stratégie proposée. Les termes d'architecture électronique qui apparaissant sur la figure 1 sont des unités de contrôle du véhicule : - BSM : Contrôle du système de freinage, 10 - TSM : Contrôle de la répartition des consignes de couple, - ASC : Contrôle de l'état chaîne cinématique cible - EM : Machine électrique. Les flux de signaux utilisés sont définis ainsi : 15 - Brake poil pressure : Pression de freinage du conducteur sur la pédale de frein, - EM Wheel tq brake req : Couple électrique aux roues requis par le Contrôle du système de freinage (BSM), - EM Wheel tq brake applied : Couple électrique aux 20 roues en cours d'application par le Contrôle de la répartition des consignes de couple (TSM), - EM tq req : Couple électrique demandé à la machine électrique (EM) par le Contrôle de la répartition des consignes de couple (TSM), 25 - EM wheel tq brake reg : Flag d'application de couple électrique de freinage aux roues par le Contrôle de la répartition des consignes (TSM) de couple liée à EM Wheel tq brake req, - DLS setpoint : Etat de la chaîne cinématique cible 30 envoyé par le Contrôle de l'état chaîne cinématique cible à la boîte de vitesses et autres fonctions consommatrices, - Shift with EM wheel tq break : Flag de changement d'état chaîne cinématique avec rupture de couple à venir ou en cours de réalisation, 35 - Gearbox tq reg : Flag d'intervention de la boîte 3061688 - 4 - de vitesse sur les consignes de couple, - Hydro wheel tq brake req : consigne de couple de freinage à réaliser par le système hydraulique de freinage, - Global wheel tq brake applied : niveau global de 5 couple de freinage réalisée à la roue par le système hydraulique et par la machine électrique. Comme indiqué plus haut, sur un véhicule hybride en phase de « freinage récupératif », le freinage se répartit entre les freins du véhicule et la machine électrique 10 fonctionnant en générateur pour recharger la batterie. Le procédé de l'invention contrôle la répartition de la demande de freinage exprimée par le conducteur en pressant sa pédale de frein par un système de contrôle de freinage (BSM) entre les freins du véhicule et la machine électrique. Afin que 15 l'annulation du couple négatif de la machine électrique requis par le système de freinage ne soit pas ressentie par le conducteur et ses passagers lors d'un changement d'état de la chaîne cinématique impliquant l'ouverture de la chaîne de couple entre la machine électrique et les roues, le couple de freinage récupératif (EM Wheel tq brake req) est transféré temporairement par le système de contrôle de freinage (BSM), vers les freins du véhicule. A cet effet, il est prévu que le système de contrôle de freinage (BSM) transfère la requête de freinage récupératif EM Wheel tq brake req vers le système hydraulique de freinage, généralement hydraulique. Le transfert intervient de préférence avant le début du changement d'état. Il est effectué par la requête Hydro wheel tq brake req, mentionnée sur la figure 2, qui est une requête de freinage hydraulique dans le cas non limitatif, où le système de freinage du véhicule est à commande hydraulique. Pour y parvenir, le Contrôle de l'état de la chaîne cinématique cible (ASC) produit et émet dans un premier temps un Flag Shift with EM wheel tq break, pour prévenir le Contrôle de système de freinage (BSM) d'un changement d'état de la chaîne cinématique imminent ou en cours, avec rupture 3061688 - 5 - de couple au niveau de la machine électrique. Le Flag Shift with KM wheel tq break passe à la valeur vraie, si le futur état (état cible DLS Larget) de la chaîne cinématique choisi par le Contrôle de l'état de la chaîne 5 cinématique (ASC), implique une rupture de couple électrique aux roues, lors de son engagement à partir de l'état courant DLS crt. Le Contrôle de l'état de la chaîne cinématique cible (ASC) conserve à ce stade la consigne d'état de la chaîne 10 cinématique final cible DLS setpoint (mise en oeuvre dans l'ensemble des autres fonctions logicielles) à sa valeur initiale. Cette consigne est différente de DLS Larget. Elle est conservée jusqu'à ce que le Contrôle du système de freinage (BSM) ait annulé sa requête de couple de freinage 15 électrique aux roues KM Wheel tq brake req. Le niveau global de couple de freinage reste constant pendant le transfert, du fait que l'accroissement de la consigne de couple de freinage aux roues est l'inverse de la baisse de la consigne de freinage récupératif. 20 Lorsque la demande de couple de freinage électrique aux roues devient nulle, et que le Contrôle du système de freinage (BSM), a régulé le niveau de couple de freinage global, en transférant le couple précédemment réalisée par la machine électrique EM Wheel tq break applied en un couple hydraulique 25 Hydro wheel tq brake req réalisé par le système de freinage, le Contrôle de répartition des consignes (TSM) émet un signal EM wheel tq brake reg à la valeur fausse, à destination du Contrôle de l'état chaîne cinématique cible (ASC). Le changement d'état débute à l'instant où le transfert freinage 30 est réalisé. Le Contrôle de l'état chaîne cinématique cible (ASC) a choisi l'état chaîne de la cinématique final DLS setpoint, en fonction de ses propres stratégies internes. Pour des raisons d'agréments ou de fiabilité des organes du groupe 35 motopropulseur, il peut ne pas attendre l'émission du flag EM wheel tq brake reg à la valeur fausse pour imposer 3061688 - 6 l'émission de l'état cible. Le changement d'état débute notamment avant que le couple de freinage électrique soit annulé, si le maintien de l'état actuel de la chaîne cinématique impose un sous-régime ou un surrégime des organes 5 de traction (machine électrique ou moteur thermique), ou s'il devient indisponible en raison de dysfonctionnements de la boîte de vitesses ou des organes participant à sa réalisation. Dans ce cas, un flag interne, nommé No shift delay for tq brake reg, est produit et imposé en 10 interne au Contrôle de l'état chaîne cinématique cible (ASC). Le signal No shift delay for tq brake reg passe à la valeur vraie si : l'état DLS setpoint impose un sous-régime ou un surrégime des organes de traction (machine électrique ou 15 moteur thermique), ou s'il devient indisponible en raison de dysfonctionnements de la boîte de vitesses ou des organes participant à sa réalisation, si (afin que l'agrément de conduite soit conservé) ; si le Contrôle du système de freinage (BSM) met 20 plus de temps qu'une certaine durée pour annuler sa requête de couple de freinage électrique aux roues EM Wheel tq brake req après l'émission du flag Shift with EM wheel tq break à la valeur vraie, le changement d'état est déclenché avant que le couple de freinage 25 électrique soit annulé ; c'est le cas en particulier, si le Contrôle du système de freinage (BSM) met trop de temps à annuler sa requête de couple de freinage électrique aux roues, pour que l'agrément de conduite soit conservé ; ou si le Contrôle de l'état chaîne cinématique 30 cible se trouve en mode manuel, impliquant qu'aucun délai de maintien ne puisse être envisagé, sans dégrader l'agrément de conduite. Lors de la réception du signal No shift delay for tq brake reg à la valeur vraie, ou du 35 signal EM wheel tq brake reg à la valeur fausse, le Contrôle de l'état chaîne cinématique cible (ASC) applique l'état de 3061688 - 7 - la chaîne cinématique cible DLS Larget précédemment conservé au travers de l'état de chaîne cinématique final DLS setpoint, pour que l'état de la chaîne cinématique puisse être réalisé par la boîte de vitesses et que l'ensemble des autres 5 fonctions logicielles consommatrices de cette information puissent fonctionner correctement. Le flag Shift with EM wheel tq break est maintenu à la valeur vraie, tant que le changement d'état de la chaîne cinématique DLS setpoint n'est pas terminé : cette condition 10 est définie par le fait qu'il y ait égalité entre l'état de la chaîne cinématique courant DLS crt et l'état de chaîne cinématique courant cible DLS setpoint et par le fait que la boîte de vitesses n'ait aucune influence sur les consignes de couple émises par le Contrôle de répartition des consignes de 15 couples (le flag Gearbox tq reg ayant la valeur fausse dans ce cas). La figure 2 illustre le fonctionnement de la stratégie étape par étape. A l'étape 1, l'état de la chaîne cinématique cible DLS Larget change et sa réalisation implique une rupture 20 de couple électrique à la roue durant depuis l'état de la chaîne cinématique courant DLS crt. Le signal Shift with EM wheel tq break est alors passé à la valeur vraie. Il est reçu par le Contrôle du système de freinage (BSM) qui fait décroitre sa requête de couple à la roue 25 électrique EM Wheel tq brake req pour faire réaliser ce couple par le système hydraulique de freinage (Brake System), au travers de sa consigne Hydro wheel tq brake req. Pendant les étapes 1 et 2, le niveau global de couple de freinage Global wheel tq brake applied reste constant, du fait que 30 l'accroissement de la consigne Hydro wheel tq brake req est l'inverse de la baisse de la consigne EM wheel tq brake req. A l'étape 2, la consigne de freinage électrique EM Wheel tq brake req devient nulle, ce qui permet au Contrôle de répartition des consignes de couple (TSM) de passer le 35 signal EM wheel tq brake reg, à la valeur fausse. A l'étape 2, le contrôle de l'état de la chaîne cinématique (ASC) envoie 3061688 - 8 - le signal d'état de chaîne cinématique cible final DLS setpoint à la boîte de vitesses et aux autres fonctions nécessaires à sa réalisation, qui débute à cet instant. La boîte de vitesses commence alors à le réaliser en intervenant 5 sur les consignes de couples émises par le Contrôle de répartition des consignes de couples (TSM) qui transmet alors cette information par le signal Gearbox tq reg, qui passe alors à la valeur vraie. Elle prend le contrôle sur la répartition de consignes de couple émises par un système de 10 contrôle de répartition des consignes de couple pendant la durée du changement d'état. A l'étape 3, l'état de chaîne cinématique courant DLS crt devient égal à l'état de chaîne cinématique cible final DLS setpoint. La boîte de vitesses garde toujours le 15 contrôle de la répartition des consignes de couple émises par TSM, qui continue d'émettre en conséquence le flag Gearbox tq reg à la valeur vraie. A l'étape 4, la boîte de vitesses n'a plus le contrôle sur la répartition des consignes de couple, ce qui implique 20 le passage du flag Gearbox tq reg à la valeur fausse. Dès lors, le Contrôle de l'état de la chaîne cinématique cible (ASC) passe le signal Shift with EM wheel tq break à la valeur fausse pour permettre au système de freinage (BSM) de requérir à nouveau un couple électrique de freinage 25 EM Wheel tq brake req auprès du Contrôle de répartition des consignes de couples (TSM) et de faire réaliser une partie du freinage hydraulique par la machine électrique. Entre l'étape 2 et l'étape 4, aucun freinage n'est réalisé par la machine électrique, mais uniquement au travers 30 du système hydraulique et de la consigne Hydro wheel tq brake req. A partir de l'étape 4, et jusqu'à l'étape 5, le Contrôle du système de freinage accroit sa requête de freinage électrique via le signal EM Wheel tq brake req et la baisse de sa requête de freinage 35 Hydro wheel tq brake req, de manière à ce que le niveau global de couple de freinage à la roue, 3061688 - 9 - Global wheel tq brake applied, reste constant. Le système de contrôle de freinage demande à nouveau une consigne de freinage récupératif au système de contrôle de répartition des consignes de freinage, après la réalisation 5 du changement d'état. A l'étape 5, le Contrôle de système de freinage se retrouve dans la même situation qu'avant l'étape 1, qui lui permet de répartir au mieux ses consignes de freinage électrique EM Wheel tq brake req et hydraulique Hyrdo wheel tq brake req, suivant la requête de freinage du 10 conducteur. La figure 3 illustre le cas où l'état de la chaîne cinématique DLS setpoint ne peut être maintenu pour que le Contrôle de système de freinage (BSM) annule sa requête de freinage électrique avant la réalisation de l'état de la 15 chaîne cinématique cible DLS setpoint. L'étape 1 est identique au cas précédent. A l'étape 2, la consigne de freinage électrique EM Wheel tq brake req n'est toujours pas nulle. Le signal No shift delay for tq brake reg passe de la valeur fausse à 20 la valeur vraie, signifiant ainsi que l'état de la chaîne cinématique cible final ne peut être figé à sa valeur initiale plus longtemps, sans provoquer un risque de dégradation de l'agrément de conduite ou la mise en danger des organes de traction. 25 Le contrôle de l'état de la chaîne cinématique (ASC) émet alors l'état de la chaîne cinématique cible final DLS setpoint, auprès de la boîte de vitesses et des autres fonctions nécessaires à sa réalisation, qui débute à cet instant. La boîte de vitesses commence alors à le réaliser en 30 intervenant sur les consignes de couple émises par le Contrôle de répartition des consignes de couple (TSM) qui transmet cette information par le signal Gearbox tq reg qui est à la valeur vraie. A la différence du cas précédent, le système de freinage n'a pas fini d'annuler sa consigne de couple de 35 freinage électrique EM Wheel tq brake req en la compensant par la consigne Hydro wheel tq brake req : il existe alors 3061688 - 10 - une baisse du couple global de freinage à la roue Global wheel tq brake applied même si celle-ci est minimisée par la stratégie en place avant l'étape 2. Les étapes suivantes sont les mêmes quand dans le cas précédent. 5 Les avantages de l'invention sont nombreux. Parmi ceux- ci, on peut noter : - le peu de mise au point qu'elle nécessite, et la simplicité de sa mise en oeuvre, - son application possible sur l'ensemble des 10 architectures hybrides équipés d'une transmission automatique possédant au moins deux état chaînes cinématiques dont le changement implique une rupture de couple électrique aux roues, et - l'utilisation d'un système de freinage découplé, 15 permettant de récupérer de l'énergie au freinage, avec un bon niveau d'agrément, sur les architectures hybrides concernées. REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle du freinage récupératif d'un groupe motopropulseur hybride où la demande de freinage exprimée par le conducteur en pressant sa pédale de frein est répartie par un système de contrôle de freinage (BSM) entre les freins du véhicule et une machine électrique fonctionnant en générateur pour recharger la batterie, caractérisé en ce que lors d'un changement d'état de la chaîne cinématique impliquant l'interruption de la transmission du couple de freinage récupératif de la machine électrique aux roues, le couple de freinage récupératif (EM Wheel_tq brake req) est transféré temporairement par le système de contrôle de freinage (BSM), vers les freins du véhicule. 2. Procédé de contrôle de freinage récupératif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transfert de la requête de freinage récupératif vers les freins du véhicule, intervient avant le début du changement d'état. 3. Procédé de contrôle de freinage récupératif selon 20 la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le niveau global de couple de freinage reste constant pendant le transfert, du fait que l'accroissement de la consigne de couple de freinage aux roues est l'inverse de la baisse de la consigne de freinage récupératif. 25 4. Procédé de contrôle de freinage récupératif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le changement d'état débute à l'instant où le transfert freinage est réalisé. 5. Procédé de contrôle de freinage récupératif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le changement d'état 30 débute avant que le couple de freinage électrique soit annulé, si le maintien de l'état actuel de la chaîne cinématique impose un sous-régime ou un surrégime des organes de traction ou s'il devient indisponible en raison de dysfonctionnements de la boîte de vitesses ou des organes participant à sa 35 réalisation. 6. Procédé de contrôle de freinage récupératif selon 3061688 - 12 - la revendication 3 en ce que le changement d'état est déclenché avant que le couple de freinage électrique soit annulée, si le Contrôle du système de freinage (BSM) met trop de temps à annuler sa requête de couple de freinage électrique 5 aux roues, pour que l'agrément de conduite soit conservé. 7. Procédé de contrôle de freinage récupératif selon la revendication 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que le changement d'état est déclenché avant que le couple de freinage électrique soit annulé si le Contrôle de l'état chaîne 10 cinématique se trouve en mode manuel. 8. Procédé de contrôle de freinage récupératif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la boîte de vitesses prend le contrôle sur la répartition de consignes de couple émises par un système de contrôle de répartition des 15 consignes de couple pendant la durée du changement d'état. 9. Procédé de contrôle de freinage récupératif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le système de contrôle de freinage demande à nouveau une consigne de freinage récupératif au système de contrôle de répartition des consignes de freinage, après la réalisation du changement d'état. 10. Procédé de contrôle de freinage récupératif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les freins du véhicule sont à commande hydraulique.