Brevet FR3141124A1 — publié le 20240426

L’invention concerne un véhicule automobile (V) comprenant un système de moteurs qui comprend - une première (ME1) et une deuxième (ME2) machines électriques accouplées respectivement au train avant via une boîte de vitesse automatique (BVA), et au train arrière, et un moteur thermique (MT) accouplé au train avant ladite boîte, et des moyens pour - déterminer un niveau d’accélération maximale entre un niveau d’accélération atteignable sans modification d’un état d’une chaîne de traction, et un niveau d’accélération atteignable avec une configuration optimale de couplage des machines (ME1, ME2, MT) de la chaîne de traction ; - déterminer une accélération de consigne correspondant à un changement de mode de conduite, et un couple correspondant ; - modifier une configuration de chaîne de traction de sorte à appliquer le couple. Figure 1 VEHICULE AUTOMOBILE COMPRENANT UN COUPLAGE OPTIMISE DE PLUSIEURS MOTEURS, PROCEDE ET PROGRAMME SUR LA BASE D’UN TEL VEHICULE L’invention concerne un véhicule automobile équipé d’un système de moteurs, tel qu’un véhicule de type hybride comportant notamment un moteur thermique et au moins un moteur électrique. L’invention porte sur une optimisation du couplage des moteurs. Dans ce type de véhicule, dans un objectif écologique, il est requis de limiter au maximum la consommation d’énergie fossile, et d’utiliser le plus possible ledit moteur électrique. Malheureusement, dans certaines circonstances, le moteur électrique ne peut pas fournir suffisamment de couple pour avoir une accélération de consigne. La demande FR-A1-3070151 propose un procédé de commutation de transmission sur un véhicule hybride. Ce procédé concerne une commutation entre un premier mode de commutation dans lequel le véhicule est entrainé par un moteur électrique et un deuxième mode où le véhicule est entrainé par un moteur thermique. Ce document n’est pas pleinement satisfaisant du point de vue de la limitation de la consommation d’énergie fossile en raison de l’utilisation proposée du moteur thermique. Un objectif de la présente invention est de proposer une solution d’optimisation de couple moteur, limitant la consommation d’énergie fossile et donc les émissions de CO 2 , par rapport aux systèmes de l’art antérieur. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un véhicule automobile comprenant un système de moteurs qui comprend au moins deux moteurs de traction/propulsion sur un train avant et/ou un train arrière par l’intermédiaire d’au moins une boîte de vitesse automatique, définissant différentes configurations de chaînes de traction avec des combinaisons spécifiques de couplage de moteur et de rapport de boîte de vitesse automatique ; et un contrôleur qui comprend : - un moyen de calcul d’accélérations pour déterminer une accélération maximale et une deuxième accélération prédéterminée inférieure à l’accélération maximale dans lesdites configurations de chaînes de traction ; - un moyen de détermination de consigne pour déterminer des consignes de couple desdites configurations de chaînes de traction correspondant à ladite accélération maximale et à ladite deuxième accélération ; et des répartitions des couples sur lesdits moteurs ; - un moyen d’analyse de nouvelle consigne pour analyser une nouvelle consigne d’accélération et déterminer une nouvelle consigne de couple correspondante et s’il y a un besoin, pour mettre en œuvre la nouvelle consigne de couple en limitant la consommation d’énergie du véhicule, d’un changement de configuration de chaînes de traction et/ou d’un changement de répartition des couples sur lesdits moteurs ; - un moyen de reconfiguration pour changer si besoin la configuration de chaînes de traction et/ou la répartition des couples sur lesdits moteurs. En particulier, le moyen pour modifier une configuration de chaîne de traction est configuré pour mettre en œuvre un couplage de la machine électrique du train arrière sur ledit train pour fournir un complément de couple, et possiblement un moteur thermique en sus. Avantageusement, l’invention permet de mettre en œuvre une optimisation de couple moteur via un couplage de deux machines électriques, ce qui limite la consommation d’énergie fossile et les émissions de CO 2 . Selon une variante, le véhicule automobile comprend un système de régulation de vitesse envoyant ladite nouvelle consigne d’accélération. Cela permet de contrôler automatiquement les nouvelles consignes d’accélération et de couple. Selon une variante, le moyen de reconfiguration est configuré pour mettre en œuvre un passage de rapport descendant sur la boîte de vitesse automatique. Cela permet d’optimiser davantage le couple moteur tout en limitant la consommation d’énergie fossile. Selon une variante, le système de moteurs comprend : - un premier moteur étant une première machine électrique accouplée au train avant par l’intermédiaire de la boîte de vitesse automatique, - un deuxième moteur étant une deuxième machine électrique accouplée au train arrière, et - un troisième moteur étant un moteur thermique accouplé au train avant par l’intermédiaire de la boîte de vitesse automatique. Cela permet de mettre en œuvre un moteur thermique pour avoir un bon rendement énergétique dans certaines circonstances, ou un couplage de deux machines électriques pour optimiser davantage le couple moteur tout en limitant la consommation d’énergie fossile. Selon une variante, le moyen de reconfiguration est configuré pour réaliser au moins l’un parmi un allumage du moteur thermique, un rétrogradage de la boîte de vitesse automatique et un couplage par crabotage. Cela permet d’utiliser ces éléments pour optimiser le couplage. En particulier, la première machine électrique est disposée entre le moteur thermique et la boîte de vitesse automatique. L’invention porte également sur un procédé de pilotage d’un système de moteurs pour un véhicule automobile selon l’invention, le procédé de pilotage comprenant : - une étape de calcul d’accélérations pour déterminer une accélération maximale et une deuxième accélération prédéterminée inférieure à l’accélération maximale dans lesdites configurations de chaînes de traction ; - une étape de détermination de consigne pour déterminer des consignes de couple desdites configurations de chaînes de traction correspondant à ladite accélération maximale et à ladite deuxième accélération ; et des répartitions des couples sur lesdits moteurs ; - une étape d’analyse de nouvelle consigne pour analyser une nouvelle consigne d’accélération et déterminer une nouvelle consigne de couple correspondante et s’il y a un besoin, pour mettre en œuvre la nouvelle consigne de couple en limitant la consommation d’énergie du véhicule, d’un changement de configuration de chaînes de traction et/ou d’un changement de répartition des couples sur lesdits moteurs ; - une étape de reconfiguration pour changer si besoin la configuration de chaînes de traction et/ou la répartition des couples sur lesdits moteurs. Un autre objet de l’invention concerne un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de pilotage selon l’invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. L’invention propose un véhicule automobile permettant de mettre en œuvre une optimisation de couple améliorée d’un point de vue écologique. L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l’invention, dans lesquelles : - illustre schématiquement un véhicule comprenant un moyen d’optimisation selon une variante préférée de l’invention ; et - illustre schématiquement un procédé selon une variante préférée. L’invention concerne un moyen d’optimisation de couple. Le moyen d’optimisation est pleinement adapté pour un véhicule automobile V du type équipé d’un système de moteurs, tel qu’un véhicule de type hybride comportant au moins deux moteurs électriques. Plus précisément, le système de moteurs du véhicule V comprend une première machine électrique ME1 et une deuxième machine électrique ME2. La première machine électrique ME1 est accouplée au train avant par l’intermédiaire d’une boîte de vitesse BVA. Il s’agit en particulier d’une boîte de vitesse automatique. La deuxième machine électrique ME2 est accouplée au train arrière en particulier par l’intermédiaire d’un réducteur à crabotage Cr. Avantageusement, le réducteur à crabotage Cr permet d’effectuer une bonne réduction avec un couplage solide et fiable. En particulier, le système de moteurs comprend en outre un moteur thermique MT accouplé au train avant par l’intermédiaire de la boîte de vitesse BVA. Plus particulièrement, la première machine électrique ME 1 est disposée entre le moteur thermique MT et la boîte de vitesse BVA. Le véhicule automobile comprend un moyen pour déterminer un niveau d’accélération maximale entre un niveau d’accélération A t atteignable sans modification d’un état d’une chaîne de traction, et un niveau d’accélération A+ atteignable avec optimisation totale de la chaîne de traction. Le moyen d’optimisation peut être implémenté sous la forme d’un ordinateur de bord CP pouvant mettre en œuvre des commandes de véhicule, et recevant des informations sur le véhicule V de sorte à déterminer quelle est l’accélération maximale A t dans les conditions actuelles ; et la valeur A+ correspondante dans le cas d’une configuration optimisée de la chaîne de traction et du système de moteurs. Des calibrations de configurations et d’accélérations peuvent être envisagées. L’optimisation de traction s’entend comme étant relative à une chaîne de traction ayant plusieurs configurations pilotables par le moyen d’optimisation, avec des couples moteurs différents selon la configuration et le pilotage de différents éléments de la chaîne de traction. Le véhicule automobile comprend en outre un moyen pour déterminer une accélération de consigne correspondant à un changement de mode de conduite M. En particulier, à chaque passage à un mode de conduite de régulateur de vitesse ou de limiteur de vitesse, ou à chaque changement de vitesse de consigne dans ces modes, une accélération de consigne A M peut être déterminée par le moyen d’optimisation. Le véhicule automobile comprend en outre un moyen pour déterminer un couple correspondant à un niveau d’accélération donné. Le moyen d’optimisation peut ainsi déterminer quel est le couple correspondant à l’accélération actuelle, et celui correspondant à l’accélération dans la configuration optimisée. Ces déterminations peuvent être faites par calibrations. Le véhicule automobile comprend en outre un moyen pour modifier une configuration de chaîne de traction de sorte à appliquer un couple donné. Le moyen d’optimisation permet donc de mettre en œuvre un couple modifié C M adapté au changement de mode de conduite M pour un meilleur confort en utilisation. Le couple C M à appliquer est mis en œuvre au moyen d’une consigne de couple et d’une consigne en potentiel de couple. La consigne de couple est comprise entre le couple minimal et maximal accessible à la chaîne de traction sans changement état (état moteur courant, état de boîte de vitesse BVA courant, état de couplage courant (embrayage, crabot, etc.). Elle pilote directement les organes. La consigne en potentiel de couple est comprise entre le couple minimal et maximal réalisable par la chaîne de traction. Pour réaliser ce couple, la chaîne de traction peut être contrainte de changer d’état (exemple : allumage du moteur thermique MT et/ou rétrogradage et/ou crabotage etc.) Les commandes émettent une consigne en potentiel de couple et une consigne de couple. La consigne en potentiel de couple est basée sur une accélération cible. La consigne de couple est basée sur une deuxième accélération prédéterminée (ou une accélération dite « de confort »). Si la chaîne de traction dans son état courant peut réaliser la consigne en potentiel de couple, alors il n’y a pas d’impact sur les couplages. Si la chaîne de traction dans son état courant ne peut pas réaliser la consigne en potentiel de couple, alors la chaîne de traction va se reconfigurer (en changeant son état : par exemple allumage du moteur thermique MT, rétrogradage, couplage du train arrière etc..) afin que la consigne en potentiel de couple soit réalisable dans son nouvel état. Par exemple sur un moteur conventionnel en rapport courant en 3 ème vitesse, le couple maximal est de 1000Nm par roue ; le couple potentiel maximal est de 2000Nm (suite au passage du rapport 2). Si la consigne en potentiel de couple dépasse 1000Nm, cela va provoquer un rétrogradage. Dans un autre exemple de répartition de potentiel de couple : Dans un premier cas, la consigne en potentiel couple ne demande pas l’allumage du moteur thermique. Dans ce cas, on alloue tout le potentiel de couple vers la machine électrique de meilleur rendement, puis tout le potentiel non réalisable par la machine de meilleur rendement est alloué à la machine de rendement inférieur. Dans un deuxième cas, la consigne en potentiel couple demande l’allumage du moteur thermique. Dans ce cas, on alloue tout le potentiel de couple vers le moteur thermique MT et son rapport de boîte associé (afin de déterminer son régime optimal), puis tout le potentiel non réalisable par le moteur thermique MT vers la machine électrique de meilleur rendement, par exemple la première ME1, puis tout le potentiel non réalisable par la machine électrique de meilleur rendement ME1 et le moteur thermique MT est alloué à la machine de rendement inférieur par exemple la deuxième ME2. En particulier, le moyen pour modifier une configuration de chaîne de traction est configuré pour mettre en œuvre un couplage de la deuxième machine électrique ME2 du train arrière sur ledit train pour fournir un complément de couple. Avantageusement, l’invention permet de mettre en œuvre une optimisation de couple moteur via un couplage de deux machines électriques ME1, ME2, ce qui limite la consommation d’énergie fossile et les émissions de CO 2 . L’invention concerne notamment une stratégie d’optimisation de la détermination de la configuration de la chaîne de traction permettant de répondre à une consigne d’accélération demandée par un mode de conduite d’une fonction de régulateur de vitesse, limiteur de vitesse, ou de régulateur de vitesse adaptatif (« Adaptative Cruise Control » en langue anglaise), tout en garantissant une sollicitation à minima de la partie thermique. En particulier, le moyen pour modifier une configuration de chaîne de traction est configuré pour mettre en œuvre un passage de rapport descendant sur la boîte de vitesse automatique BVA. De préférence, le moyen pour modifier une configuration de chaîne de traction est configuré pour mettre en œuvre un démarrage du moteur thermique MT, en dernier recours. L’invention porte également sur un procédé d’optimisation de couple moteur pour un véhicule automobile V du type décrit précédemment. Le procédé d’optimisation comprend une première étape E1 détermination d’un niveau d'accélération atteignable sans modification d’un état d’une chaîne de traction (noté « A t »), et une deuxième étape E2 détermination d’un niveau d’accélération atteignable avec optimisation totale de la chaîne de traction (noté « A+ »). Dans la , l’étape E2 a une case « A+ ? » relative à une hypothèse où le niveau d’accélération A+ est le niveau d’accélération maximale. Dans l’exemple illustratif, l’hypothèse est vraie ce qui mène à la case « A+ » identifiant le niveau d’accélération maximale retenu. Plus précisément, lorsque le véhicule hybride se déplace, on détermine : - un niveau d’accélération maximale atteignable à l’instant « t », à savoir sans modification de l’état de chaîne de traction (A t ) ; - un niveau d’accélération maximale atteignable avec optimisation totale de la chaîne de traction (A+), appelé « accélération de confort ». On mémorise la valeur maximale entre les deux valeurs comparées (A+). On peut déterminer une consigne potentielle CC+ correspondant à l’accélération maximale dans une troisième étape E3. L’accélération actuelle A t peut être déterminée par l’ordinateur de bord agissant en tant que superviseur. Elle peut être calculée à partir de la consigne de vitesse actuelle et de paramètres extérieurs tels que : - la pente, la température… ; - des paramètres stratégies de conduite par exemple choix du type de pilotage de l’accélération… Le procédé d’optimisation comprend en outre une quatrième étape E4 détermination d’une accélération de consigne (notée « A M ») correspondant à un changement de mode de conduite (notée « M »). Plus précisément, lors d’un changement de consigne par changement de mode de conduite M, la consigne d’accélération A M du véhicule est modifiée. On compare alors la valeur d’accélération demandée A M avec celle précédemment déterminée (A+). Le changement de mode de conduite implique un changement de consigne de vitesse véhicule, par exemple une augmentation de vitesse. Le superviseur détermine la configuration de la chaîne de traction qui permet de garantir le suivi de la consigne d’accélération avec une consommation d’énergie fossile minimale. Le procédé d’optimisation comprend en outre une cinquième étape E5 détermination d’un couple correspondant à l’accélération de consigne (notée « C M »). Plus précisément, la valeur d’accélération demandée A M permet de déterminer la configuration minimale de la chaîne de traction qui permettra de répondre à ladite consigne A M et la configuration de couple moteur C M correspondante. Ainsi, le procédé d’optimisation comprend en outre une sixième étape E6 de modification de configuration de chaîne de traction (notée « MC ») de sorte à appliquer le couple C M correspondant à l’accélération de consigne A M . En particulier : - soit l’accélération A M est atteignable en mode traction électrique sans modification, alors il n’y a pas de changement de pilotage de la chaîne de traction ; - soit l’accélération A M est atteignable avec un complément de couple par la deuxième machine électrique ME2, alors ledit couplage est effectué et un pilotage de ladite machine ME2 est mis en œuvre pour atteindre la consigne d’accélération ; - soit l’accélération A M est atteignable uniquement si un complément de couple est fourni par la machine thermique MT, alors selon le cas l’accélération A M est atteinte en mode traction uniquement ; ou seulement si un complément de couple est apporté par la deuxième machine électrique ME2 en sus. En outre, la consigne de couple et la consigne en potentiel de couple présentées plus haut, sont mises en œuvre. Dans une variante, l’étape de modification de configuration de chaîne de traction comprend en outre une mise en œuvre d’un passage de rapport descendant sur la boîte de vitesse automatique. De préférence, l’étape de modification de configuration de chaîne de traction comprend en outre une mise en œuvre d’un démarrage du moteur thermique MT. Un autre objet de l’invention concerne un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon l’invention, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur. Le programme peut être chargé dans un ordinateur de bord CP du véhicule automobile V incluant un calculateur et des moyens de commandes du véhicule automobile V. L’invention concerne également un véhicule automobile V comprenant un système de moteurs qui comprend - une première machine électrique ME1 accouplée au train avant par l’intermédiaire d’une boîte de vitesse automatique BVA, - un moteur thermique MT accouplé au train avant par l’intermédiaire de la boîte de vitesse BVA, et - une deuxième machine électrique ME2 accouplée au train arrière en particulier par l’intermédiaire d’un réducteur à crabotage Cr. En particulier, la première machine électrique ME1 est disposée entre le moteur thermique MT et la boîte de vitesse BVA. Un exemple concret est détaillé pour illustrer l’invention sur le véhicule sur la base des figures. Concernant le déroulement de la stratégie, la phase de roulage initiale est un roulage à 70 km/h en mode traction électrique pure : la première machine électrique ME1 avant est accouplée à la boîte de vitesse automatique BVA sur un rapport de cinquième vitesse. Le conducteur modifie la consigne de régulation de vitesse de 70 km/h à 100 km/h: l’accélération demandée passe donc de At= 1 m/s² à AM= 1,8m/s² (par exemple). L’accélération maximale sans modifier la configuration de la chaîne de traction A t est insuffisante pour atteindre cette nouvelle consigne. La stratégie va donc permettre de piloter la chaîne de traction pour demander un couplage, en particulier un crabotage, du réducteur arrière Cr et un pilotage de la deuxième machine électrique ME2 arrière pour fournir le complément de couple permettant de répondre au niveau d’accélération A M demandé. La stratégie peut également demander un passage de rapport descendant dans la boîte de vitesse automatique BVA, et en dernier recours imposer un démarrage du moteur thermique MT le cas échéant. Dans un autre exemple (non illustré), le véhicule est de type tout électrique avec deux moteurs électriques, à savoir un à l’avant avec un réducteur bi-rapport, et un à l’arrière qui peut être désaccouplé. La consigne de conduite fait qu’on roule en deuxième vitesse sur le premier moteur, et le second moteur est désaccouplé. La consigne en potentiel de couple augmente. Cela induit le fait qu’un changement d’état est donc nécessaire pour répondre à cette consigne. Soit on rétrograde, soit on couple le train arrière, soit on fait les deux possibilités. Sans répartition de potentiel de couple (comme dans l’art antérieur), on aurait nécessairement à la fois rétrogradé et couplé le train arrière. Dans l’invention, on peut allouer tout le potentiel de couple soit au premier moteur et au réducteur bi rapport, soit au deuxième moteur. En fonction du meilleur point de fonctionnement entre le premier moteur et le deuxième, on décidera d’allouer tout le potentiel sur un moteur ou l’autre. Ainsi on s’évitera un double changement d’état. Véhicule automobile (V) comprenant un système de moteurs qui comprend au moins deux moteurs de traction/propulsion (ME1, ME2, MT) sur un train avant et/ou un train arrière par l’intermédiaire d’au moins une boîte de vitesse automatique (BVA), définissant différentes configurations de chaînes de traction avec des combinaisons spécifiques de couplage de moteur et de rapport de boîte de vitesse automatique ; et un contrôleur qui comprend : - un moyen de calcul d’accélérations pour déterminer une accélération maximale et une deuxième accélération prédéterminée inférieure à l’accélération maximale dans lesdites configurations de chaînes de traction ; - un moyen de détermination de consigne pour déterminer des consignes de couple desdites configurations de chaînes de traction correspondant à ladite accélération maximale et à ladite deuxième accélération ; et des répartitions des couples sur lesdits moteurs (ME1, ME2, MT) ; - un moyen d’analyse de nouvelle consigne pour analyser une nouvelle consigne d’accélération et déterminer une nouvelle consigne de couple correspondante et s’il y a un besoin, pour mettre en œuvre la nouvelle consigne de couple en limitant la consommation d’énergie du véhicule, d’un changement de configuration de chaînes de traction et/ou d’un changement de répartition des couples sur lesdits moteurs (ME1, ME2, MT) ; - un moyen de reconfiguration pour changer si besoin la configuration de chaînes de traction et/ou la répartition des couples sur lesdits moteurs (ME1, ME2, MT). Véhicule automobile (V) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend un système de régulation de vitesse envoyant ladite nouvelle consigne d’accélération. Véhicule automobile (V) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le moyen de reconfiguration est configuré pour mettre en œuvre un passage de rapport descendant sur la boîte de vitesse automatique (BVA). Véhicule automobile (V) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le système de moteurs comprend : - un premier moteur étant une première machine électrique (ME1) accouplée au train avant par l’intermédiaire de la boîte de vitesse automatique (BVA), - un deuxième moteur étant une deuxième machine électrique (ME2) accouplée au train arrière, et - un troisième moteur étant un moteur thermique (MT) accouplé au train avant par l’intermédiaire de la boîte de vitesse automatique (BVA). Véhicule automobile (V) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de reconfiguration est configuré pour réaliser au moins l’un parmi un allumage du moteur thermique (MT), un rétrogradage de la boîte de vitesse automatique (BVA), et un couplage par crabotage. Véhicule automobile (V) selon l’une quelconque des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que la première machine électrique (ME1) est disposée entre le moteur thermique (MT) et la boîte de vitesse automatique (BVA). Procédé de pilotage d’un système de moteurs pour un véhicule automobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, le procédé de pilotage comprenant : - une étape de calcul d’accélérations pour déterminer une accélération maximale et une deuxième accélération prédéterminée inférieure à l’accélération maximale dans lesdites configurations de chaînes de traction ; - une étape de détermination de consigne pour déterminer des consignes de couple desdites configurations de chaînes de traction correspondant à ladite accélération maximale et à ladite deuxième accélération ; et des répartitions des couples sur lesdits moteurs (ME1, ME2, MT) ; - une étape d’analyse de nouvelle consigne pour analyser une nouvelle consigne d’accélération et déterminer une nouvelle consigne de couple correspondante et s’il y a un besoin, pour mettre en œuvre la nouvelle consigne de couple en limitant la consommation d’énergie du véhicule, d’un changement de configuration de chaînes de traction et/ou d’un changement de répartition des couples sur lesdits moteurs (ME1, ME2, MT) ; - une étape de reconfiguration pour changer si besoin la configuration de chaînes de traction et/ou la répartition des couples sur lesdits moteurs (ME1, ME2, MT). Programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé de pilotage selon la revendication 7, lorsque ledit programme fonctionne sur un ordinateur (CP).