Brevet FR2998332A1 — publié le 20140523

PROCEDE DE GESTION D'UN COUPLE MOTEUR D'UN VEHICULE AUTOMOBILE EN FONCTION DES CONDITIONS CLIMATIQUES [0001] L'invention porte sur un procédé de gestion d'un couple moteur d'un véhicule automobile en fonction des conditions climatiques. L'invention vise à améliorer l'agrément 5 de conduite et la prestation du véhicule lors des phases transitoires d'accélération du véhicule. [0002] L'invention s'applique au domaine du contrôle de commande des véhicules équipés d'un Groupe Moto-Propulseur (GMP) thermique essence ou diesel avec une boîte de vitesses de type manuelle (BVM), automatisée (BVA), pilotée (BVMP) ou 10 à double embrayage (DCT). [0003] De tels véhicules sont équipés d'un système de gestion de la commande en couple du moteur intégré dans un calculateur permettant d'adapter de manière automatique le point de fonctionnement de chacun des organes du véhicule, en particulier le moteur thermique, afin de respecter la volonté du conducteur 15 en termes de couple demandé. [0004] Pour obtenir un agrément de conduite optimal, le calculateur met en oeuvre deux types de filtrage du couple demandé par le conducteur. Ainsi, le calculateur met en oeuvre un filtrage dit préventif permettant de passer les jeux moteur en limitant au maximum les à-coups de la chaîne de traction, et un filtrage dit curatif permettant d'atténuer les 20 éventuelles oscillations du régime moteur résultant du passage des jeux moteur en générant un couple en opposition de phase avec le régime moteur. [0005] On rappelle que les jeux moteur correspondent à un phénomène de torsion des éléments de transmission entre le moment où le moteur thermique se pose sur ses cales et le moment où le moteur thermique entraîne le véhicule. Les jeux moteur correspondent 25 ainsi au couple appliqué pour lequel ni le moteur thermique ni la roue ne s'entraînent l'un avec l'autre lors d'une phase transitoire d'accélération. [0006] La figure 1 montre ainsi une représentation graphique d'un couple de consigne Cc correspondant à une volonté d'accélération de la part du conducteur et d'un couple d'agrément préventif Cp issu du filtrage préventif. Au cours d'une phase PA dite 30 d'agrément, le calculateur assure un filtrage adapté à la zone Z de passage des jeux moteur permettant au moteur thermique de se poser sans à-coups sur ses cales. En l'occurrence, cette zone Z de passage des jeux moteur est détectée en se basant sur un premier seuil de couple S1 correspondant à l'instant t1 d'entrée dans les jeux moteur et un deuxième seuil de couple S2 correspondant à l'instant t2 de sortie des jeux moteur. [0007] Une fois le passage des jeux terminé à l'instant t2, le couple préventif Cp converge vers le couple de consigne Cc au cours d'une phase PB dite "de brio" afin d'atteindre le plus rapidement possible le couple demandé par le conducteur. On note ainsi que le gradient GradCp du couple d'agrément préventif est supérieur au gradient GradCc de couple de la demande conducteur au cours de la phase de brio PB. [0008] Un couple limite d'adhérence Cla correspondant à un état glissant de la route au- delà duquel le véhicule va commencer à patiner a été représenté sur la figure 1. En cas de patinage du véhicule et après un temps de réponse Tr inhérent au conducteur, ce dernier va avoir tendance à diminuer sa demande de couple pour garder son véhicule contrôlable en passant sous le couple limite d'adhérence Cla. Or on s'aperçoit que la durée Tf qu'il faudra au véhicule pour retrouver un état d'adhérence est relativement long, ce qui entraîne des problèmes de sécurité. [0009] L'invention vise à résoudre efficacement ce problème en proposant un procédé de gestion d'un couple moteur d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - déterminer un couple de consigne correspondant à une volonté d'accélération du conducteur présentant un couple maximal, - déterminer une variable climatique correspondant à des conditions météorologiques d'un environnement du véhicule, - déterminer un couple d'agrément préventif issu d'un filtrage du couple de consigne adapté au passage d'une zone de jeux moteur, et - limiter un gradient du couple d'agrément préventif en fonction de la variable climatique préalablement déterminée entre un instant de sortie de la zone de jeux moteurs et un instant où le couple d'agrément préventif atteint sensiblement le couple maximal du couple de consigne. [0010] Le gradient de couple étant limité dans la phase de brio en fonction des conditions climatiques, il sera possible de retrouver plus rapidement le contrôle du véhicule en cas de patinage. En outre, l'intégration des conditions extérieures dans les fonctions de gestion du brio permet de garantir une cohérence dynamique de la réponse du système. L'invention permet également de réduire les interventions du système anti- patinage, ce qui augmente sa durabilité et garantit un meilleur confort de conduite. On note également que l'implémentation de l'invention est aisée dans la mesure où elle nécessite uniquement une adaptation logicielle du calculateur moteur. [0011] Selon une mise en oeuvre, pour des raisons de sécurité, l'étape de limitation du gradient du couple d'agrément préventif en fonction de la variable climatique est réalisée uniquement dans le cas où le gradient du couple de consigne est inférieur à une valeur seuil. [0012] Selon une mise en oeuvre, le seuil du gradient du couple de consigne vaut 10Nm/10ms. [0013] Selon une mise en oeuvre, le procédé comporte les étapes suivantes: - mémoriser le gradient du couple de consigne, - déterminer un gradient de limitation du couple d'agrément préventif dépendant de la variable climatique, et - limiter le gradient du couple d'agrément préventif au gradient de limitation. [0014] Selon une mise en oeuvre, le gradient de limitation est déterminé en ajoutant au gradient du couple de consigne un coefficient de pondération dépendant de la variable climatique. [0015] Selon une mise en oeuvre, la variable climatique est déterminée à partir d'une information de détection de pluie et d'une information de détection d'environnement enneigé. [0016] Selon une mise en oeuvre, la variable climatique est également basée sur des informations extérieures au véhicule relatives aux conditions météorologiques issues d'un GPS et/ou d'un téléphone mobile. [0017] Selon une mise en oeuvre, l'information de détection d'environnement enneigé est obtenue à partir d'une corrélation entre une information de détection d'environnement enneigé issue d'une caméra de contrôle, et une information de température ambiante issue d'un capteur de température externe. [0018] Selon une mise en oeuvre, le couple de consigne moteur est déterminé à partir d'un régime moteur, d'un rapport de boîte de vitesses engagé, et d'une position de la pédale d'accélérateur actionnée par le conducteur. [0019] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. [0020] La figure 1, déjà décrite, montre des représentations graphiques du couple de consigne et du couple préventif obtenus lors de la mise en oeuvre d'un procédé de gestion du couple d'agrément préventif selon l'état de la technique ; [0021] La figure 2 montre une représentation schématique des modules d'un système de gestion de la commande en couple d'un moteur thermique selon l'invention; [0022] La figure 3 montre un diagramme des étapes du procédé de filtrage d'un couple de consigne moteur selon l'invention mis en oeuvre avec le système de la figure 2; [0023] La figure 4 montre des représentations graphiques du couple de consigne et du couple préventif lors de la mise en oeuvre du procédé d'adaptation du couple d'agrément préventif selon l'invention; [0024] La figure 5 représente un schéma fonctionnel du module de détermination de la variable climatique utilisée par le procédé d'adaptation du couple d'agrément préventif selon l'invention; [0025] La figure 6 représente les profils superposés des courbes du couple d'agrément préventif des figures 1 et 4 pour un même couple de consigne. [0026] Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. [0027] La figure 2 présente un système 1 de gestion de la commande en couple d'un moteur thermique intégré dans un calculateur moteur. Ce système 1 comporte un module 2 d'interprétation de la volonté du conducteur générant un couple de consigne Cc, ainsi qu'un module 3 d'agrément préventif assurant un filtrage du couple de consigne Cc. Un module 4 d'agrément curatif permet d'atténuer les éventuelles oscillations du régime moteur Wm résultant notamment d'un passage des jeux moteur. [0028] Par ailleurs, le système 1 comporte un module 5 d'élaboration d'un variable climatique, un module 6 de détection de la dosabilité de la demande de couple interagissant avec les modules 2 et 5 ainsi qu'un module 7 de calcul du gradient du couple de consigne Cc en relation avec le module 3 d'agrément préventif. [0029] Plus précisément, comme montré sur la figure 3, le module 2 détermine dans une étape 101 le couple de consigne Cc à partir du régime moteur Wm, du rapport de boîte de vitesses R engagé et de la position P de la pédale d'accélérateur actionnée par le conducteur afin de retranscrire la volonté d'accélération du conducteur. [0030] Dans une étape 102, le module 3 détermine un couple préventif Cp qui est traduit en un couple indiqué Ci prenant en compte les pertes du moteur. Ainsi, le couple indiqué Ci est égal à la somme du couple préventif Cp issu du filtrage et d'un couple Cpm de pertes moteur: Ci=Cp+Cpm. Le couple Cpm de pertes moteur est le couple nécessaire au moteur pour faire avancer le véhicule. Ce couple Cpm de pertes moteur prend notamment en compte les frottements moteur ainsi que les pertes liées aux accessoires tels que l'alternateur. [0031] Le module 4 d'agrément curatif surveille l'évolution du régime moteur Wm et atténue l'oscillation de régime éventuelle en générant, dans une étape 103, un couple de correction Ccor en opposition de phase avec le régime moteur Wm. [0032] Le couple résultant est le couple final Cf envoyé au moteur dans une étape 104 puis converti en commande des différents organes, comme par exemple en une quantité de carburant à injecter dans les cylindres du moteur thermique. [0033] On détaille ci-après les étapes 201-209 permettant de déterminer le couple préventif Cp adapté en fonction des conditions météorologiques. Dans une étape 201, le module 3 assure un filtrage adapté à une zone Z de passage des jeux moteur permettant au moteur thermique de se poser sans à-coups sur ses cales. En l'occurrence, comme montré sur la figure 4, la zone Z de passage des jeux moteur est détectée en se basant sur un premier seuil de couple Si correspondant à l'instant t1 d'entrée dans les jeux moteur et un deuxième seuil de couple S2 correspondant à l'instant t2 de sortie des jeux moteur. Ces seuils de couple 51, S2 sont calibrables. Le passage des jeux moteurs se produit au cours d'une phase PA dite d'agrément. [0034] Après l'instant t2 de sortie de la zone Z des jeux, une variable climatique K est déterminée dans une étape 202 puis analysée dans une étape 203 pour déterminer si un évènement climatique est susceptible d'avoir modifié l'adhérence de la route. Plus précisément, comme cela est visible sur la figure 5, la variable climatique K est déterminée à partir d'une information Ip de détection de pluie retournée par un capteur de pluie 11, ainsi que d'une information In de détection d'environnement enneigé. L'information Ip est par exemple déclinée en trois intensités. [0035] L'information In de détection d'environnement enneigé est obtenue par corrélation entre une information Ic de détection d'environnement enneigé issue d'une caméra de contrôle 12, et une information It de température ambiante issue d'un capteur 13 de température externe. Le module référencé 51 assure cette corrélation. En l'occurrence, l'information Ic correspondant à la détection d'un environnement enneigé est confirmée pour des températures extérieures basses, inférieures à 2°C par exemple. [0036] Il est également possible d'utiliser des informations lext extérieures au véhicule relatives aux conditions météorologiques, comme par exemple des informations provenant d'un GPS et/ou d'un téléphone mobile. [0037] Ces informations Ip, lext et In sont traitées et priorisées par le module 52 pour générer la variable climatique K traduisant les situations météorologiques détectées. [0038] Dans le cas où aucun évènement climatique est détecté, ce qui signifie que l'adhérence est a priori optimale, l'agrément préventif est calibré de façon à minimiser le temps de réponse du système (cf. étape 204). Pour obtenir ce résultat, il est possible de provoquer des non linéarités instantanées dans la commande en couple du moteur. Le couple d'agrément préventif Cp présente alors un gradient supérieur à celui du couple de consigne comme c'est le cas dans le procédé existant (cf. figure 1). [0039] En revanche, dans le cas où un évènement climatique susceptible de réduire l'adhérence est détecté, le couple d'agrément préventif Cp est tel qu'il permet d'obtenir une réponse cohérente avec la demande en couple Cc du conducteur tout en ne dépassant pas certaines valeurs de gradients, quitte à augmenter le temps de réponse global du groupe moto-propulseur. [0040] Plus précisément, le gradient du couple de consigne Cc est alors scruté par le module 6 dans une étape 205 afin de déterminer si le conducteur dose sa demande. En effet, pour des raisons sécuritaires, la pondération du couple d'agrément préventif ne sera effective que lorsque le conducteur le demande, c'est-à-dire lorsque le couple de consigne Cc évolue faiblement jusqu'à sa valeur maximale Cmax. Autrement dit, la pondération du couple d'agrément préventif Cp ne sera pas réalisée (cf étape 206) si le couple de consigne Cc présente un gradient GradCc supérieur à une valeur seuil Sg, par exemple égale à 10Nm/10ms. [0041] Dans le cas contraire, le gradient du couple de consigne Cc est mémorisé dans une étape 207. On détermine alors dans une étape 208 un gradient de limitation (Grad_lim) du couple préventif Cp en ajoutant au gradient du couple du consigne (Grad Cc) un coefficient de pondération dépendant de la variable climatique (Coef_f(K)): Grad lim=Grad Cc + Coef_f(K). On limite ainsi plus fortement le couple préventif Cp lorsque les conditions météorologiques le nécessitent. [0042] Le profil du couple préventif Cp est ensuite limité dans une étape 209 au gradient de limitation Grad_lim une fois la zone Z des jeux moteur passée. Cette limitation se produit dans la phase de brio PB qui correspond à la période entre l'instant t2 de sortie des jeux et l'instant t3 où le couple maximal Cmax demandé est sensiblement atteint. En effet, la commande en couple du moteur jusqu'à la sortie des jeux moteur t2 (cf étape 201) est la même indépendamment des conditions climatiques puisque jusqu'au seuil S2, le moteur n'entraîne pas les roues du véhicule. Il est donc préférable de garder le même profil de couple afin d'éviter de complexifier la stratégie et d'augmenter inutilement la taille du logiciel et le temps de mise au point. [0043] Comme cela est visible sur la figure 4, la limitation du gradient du couple préventif permet de conserver une certaine linéarité du couple préventif Cp par rapport au couple de consigne Cc, les deux couples Cp et Cc présentant toutefois un décalage temporel, ce qui augmente le temps de réponse du moteur. On remarque en outre que la dosabilité est respectée et que la réponse dynamique du moteur est cohérente avec la sollicitation du conducteur dans la mesure où, sauf incident, le couple demandé par le conducteur Cmax est atteint par le couple préventif Cp. [0044] La figure 6 montre une comparaison des profils de couples préventifs Cp en conditions d'adhérence précaires obtenus respectivement avec le procédé existant (courbe en traits discontinus) et le procédé selon l'invention (courbe en traits pleins) pour un même couple de consigne Cc. [0045] Le couple limite d'adhérence de la route Cla au-delà duquel les roues vont commencer à patiner a également été représenté. Une fois ce seuil Cla franchi, le conducteur va diminuer sa demande de couple Cc pour garder son véhicule contrôlable en passant sous la limite d'adhérence Cla. [0046] Pour un même temps de réaction Tr, la faible montée en couple de la stratégie selon l'invention permet au conducteur de se rapprocher plus rapidement de la limite d'adhérence Cla qu'avec la stratégie existante. En effet, on remarque sur la figure 6 que la durée Tf' est plus courte que la durée Tf. L'invention permet ainsi d'accroître la contrôlabilité du véhicule dans la mesure où la commande en couple du moteur est plus progressive qu'avec les stratégies d'agrément préventif existantes qui donnent la priorité au brio dans tous les cas. [0047] Bien entendu, l'homme du métier pourra apporter des modifications aux paramètres du procédé précédemment décrit sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, le seuil de gradient Sg pourra être adapté en fonction du véhicule. En outre, dans le cas où le gradient du couple préventif Cp va être limité en raison des conditions climatiques, il sera possible de prévenir le conducteur d'une modification de la réponse dynamique du véhicule à un enfoncement pédale donné. Cet avertissement du conducteur pourra être réalisé via l'interface homme-machine par exemple par un affichage d'un voyant lumineux ou d'un message sur l'ordinateur de bord. [0048] En outre, dans le cas où le véhicule est dépourvu de caméra, la variable climatique K pourra être élaborée uniquement à partir d'une ou plusieurs informations parmi: l'information Ip de détection de pluie si le véhicule comporte un capteur de pluie, l'information It relative à la température extérieure, et l'information météorologique lext provenant d'un téléphone mobile et/ou d'un GPS si cette donnée est disponible. [0049] II est également possible de faire appel au débitmètre d'entrée d'air du moteur pour élaborer la variable climatique K dans le cas où il gèle ou neige, mais cela ne fonctionne pas en cas de fortes pluies. REVENDICATIONS: 1. Procédé de gestion d'un couple moteur d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - déterminer (101) un couple de consigne (Cc) correspondant à une volonté d'accélération du conducteur présentant un couple maximal (Cmax), - déterminer (202) une variable climatique (K) correspondant à des conditions météorologiques d'un environnement du véhicule, - déterminer (201) un couple d'agrément préventif (Cp) issu d'un filtrage du couple de consigne (Cc) adapté au passage d'une zone (Z) de jeux moteur, et - limiter (209) un gradient du couple d'agrément préventif (Grad_lim) en fonction de la variable climatique (K) préalablement déterminée entre un instant (t2) de sortie de la zone (Z) de jeux moteurs et un instant (t3) où le couple d'agrément préventif (Cp) atteint sensiblement le couple maximal (Cmax) du couple de consigne. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de limitation (209) du gradient du couple d'agrément préventif en fonction de la variable climatique (K) est réalisée uniquement dans le cas où le gradient du couple de consigne (GradCc) est inférieur à une valeur seuil (Sg). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le seuil (Sg) du gradient du couple de consigne vaut 10 Nm/10 ms. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - mémoriser (207) le gradient du couple de consigne (GradCc), - déterminer (208) un gradient de limitation du couple d'agrément préventif (Grad_lim) dépendant de la variable climatique (K), et - limiter le gradient de couple d'agrément préventif au gradient de limitation (Grad_lim). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le gradient de limitation (Grad_lim) est déterminé en ajoutant au gradient du couple de consigne (Grad Cc) un coefficient de pondération (Coef f(K)) dépendant de la variable climatique (K). 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la variable climatique (K) est déterminée à partir d'une information (Ip) de détection de pluie et d'une information (In) de détection d'environnement enneigé. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la variable climatique (K) est également basée sur des informations (lext) extérieures au véhicule relatives aux conditions météorologiques issues d'un GPS et/ou d'un téléphone mobile. 8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'information (In) de détection d'environnement enneigé est obtenue à partir d'une corrélation entre une information (1c) de détection d'environnement enneigé issue d'une caméra de contrôle (12), et une information (If) de température ambiante issue d'un capteur (13) de température externe. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le couple de consigne moteur (Cc) est déterminé à partir d'un régime moteur (Wm), d'un rapport (R) de boîte de vitesses engagé, et d'une position (P) de la pédale d'accélérateur actionnée par le conducteur.