Brevet FR3007367A1 — publié le 20141226

PROCEDE DE FILTRAGE D'UN COUPLE DE CONSIGNE MOTEUR LORS D'UN PASSAGE DES JEUX MOTEUR TENANT COMPTE D'UNE PRECISION DU COUPLE ET CALCULATEUR MOTEUR CORRESPONDANT [0001] L'invention porte sur un procédé de filtrage d'un couple de consigne moteur lors d'un passage des jeux moteur tenant compte d'une précision du couple ainsi que sur le calculateur moteur correspondant. L'invention vise à améliorer l'agrément de conduite et la prestation du véhicule lors des phases transitoires d'accélération d'un véhicule équipé d'un groupe motopropulseur (GMP) thermique. [0002] L'invention s'applique au domaine du contrôle de commande des véhicules équipés d'un GMP thermique essence ou diesel avec une boîte de vitesses de type manuelle (BVM), automatisée (BVA), pilotée (BVMP) ou à double embrayage (DOT). [0003] De tels véhicules sont équipés d'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 en termes de couple demandé. Pour obtenir un agrément de conduite optimal, le calculateur met en oeuvre deux types de filtrage du couple demandé par le conducteur réalisés respectivement via un module d'agrément préventif et d'un module d'agrément curatif. [0004] Le module d'agrément préventif assure ainsi un filtrage du couple de consigne correspondant à la volonté du conducteur afin de passer les jeux moteur tout en limitant au maximum les à-coups de la chaîne de traction. On appelle jeux moteur le 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 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. [0005] Le module d'agrément curatif permet d'atténuer les éventuelles oscillations du régime moteur résultant du passage des jeux moteur. A cet effet, il génère un couple en opposition de phase avec le régime moteur. [0006] Le module d'agrément préventif assure le filtrage durant le passage des jeux moteur selon deux seuils appelés seuil d'entrée SP1 et seuil de sortie SP2 des jeux moteur. Ces seuils SP1, SP2 dépendent de façon connue en soi de la physique du groupe motopropulseur, c'est-à-dire du régime moteur, du rapport de boîte de vitesses engagé, ainsi que du typage du véhicule (mode de roulage "sport", "urbain", ou autre). [0007] Toutefois, le module d'agrément préventif fonctionnant comme une boucle ouverte, la précision du couple réalisé par le moteur n'est pas prise en compte dans la détermination des seuils de passage des jeux moteur. En effet, les seuils de passage des jeux moteur SP1 , SP2 et donc le profil de couple préventif Cp sont déterminés pour un mode de fonctionnement nominal du moteur dans lequel la température d'eau et d'huile du moteur sont respectivement situés autour de 90 et 60 degrés Celsius. [0008] Or, au démarrage ou lors d'une phase de régénération d'un filtre à particules par exemple, la précision du couple réalisé par le moteur diffère de 20 à 30 Nm par rapport au couple nominal. En conséquence, comme cela est représenté à la figure 1, le profil de couple préventif Cp issu du filtrage du couple de consigne Cc n'est pas adapté au couple Cm réalisé par le moteur puisque les seuils de passage des jeux moteur réels ne correspondent pas aux seuils de passage physiques des jeux moteur SP1, SP2. En conséquence, le moteur reçoit trop de couple durant son basculement, ce qui entraîne une prestation d'agrément dégradée, et donc des à-coups dans la chaîne de traction. [0009] L'invention vise à adapter la stratégie de contrôle du moteur pour remédier à cet inconvénient en proposant un procédé de filtrage d'un couple de consigne moteur d'un véhicule équipé d'un groupe motopropulseur thermique lors d'un passage de jeux moteur comportant les étapes suivantes: - déterminer un couple de consigne moteur, - déterminer des seuils de passage des jeux moteur, et - filtrer le couple de consigne moteur en fonction des seuils de passage des jeux moteur préalablement déterminés de manière à limiter les à-coups lors d'un passage desdits jeux moteur, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape d'ajuster lesdits seuils de passage des jeux moteur en fonction d'au moins un paramètre représentatif d'une précision d'un couple réalisé par le moteur. [0010] L'invention permet ainsi d'améliorer grandement les prestations d'un véhicule équipé d'un groupe motopropulseur thermique lorsque le moteur ne présente pas un fonctionnement nominal en évitant de dégrader l'agrément de conduite par des chutes intempestives d'accélération. L'invention présente également l'avantage de ne pas introduire de coût d'implémentation supplémentaire puisqu'il suffit d'adapter les algorithmes exploités par les calculateurs déjà existants. En outre, la durée de mise au point est réduite dans la mesure où il n'est pas nécessaire de calibrer tous les modes de combustion du moteur de façon précise. [0011] Selon une mise en oeuvre, les paramètres représentatifs d'une précision du couple réalisé par le moteur sont sélectionnés, en fonction d'un type de moteur du véhicule, parmi: une température d'eau du moteur, une température d'huile du moteur, et un mode de combustion du moteur. [0012] Selon une mise en oeuvre, pour un moteur diesel à injection directe, le paramètre représentatif de la précision du couple réalisé par le moteur est le mode de combustion du moteur. [0013] Selon une mise en oeuvre, pour un moteur à essence à injection directe stratifiée, les paramètres représentatifs de la précision du couple réalisé par le moteur sont le mode de combustion du moteur et la température d'eau du moteur. [0014] Selon une mise en oeuvre, pour un moteur à essence à injection indirecte ou injection directe homogène, les paramètres représentatifs du couple réalisé par le moteur sont la température d'eau du moteur et/ou la température d'huile du moteur. [0015] Selon une mise en oeuvre, pour ajuster les seuils de passage des jeux moteur, le procédé comporte l'étape de calculer une variable dépendant du ou des paramètres représentatifs d'une précision du couple réalisé par le moteur et de déduire, à partir de cette variable et d'un régime du moteur, une variation de couple à prendre en compte pour adapter des seuils de passage physiques des jeux moteur correspondant aux seuils de passage des jeux moteur déterminés à partir d'un régime du moteur et d'un rapport de boîte de vitesses engagé lors d'un fonctionnement nominal du moteur. [0016] Selon une mise en oeuvre, le procédé comporte en outre l'étape de tenir compte 25 d'un typage du groupe motopropulseur pour ajuster les seuils de passage des jeux moteur. [0017] 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 d'une pédale d'accélération. [0018] L'invention a également pour objet un calculateur moteur comportant une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. [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'a titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. [0020] La figure 1, déjà décrite, montre une représentation graphique du couple de consigne, du couple préventif, et du couple moteur observables lors de la mise en oeuvre d'un procédé selon l'état de la technique ; [0021] La figure 2 montre une représentation schématique d'un système de gestion de la commande en couple d'un groupe motopropulseur thermique selon l'invention; [0022] La figure 3 montre le détail des fonctions du module de la figure 2 assurant la détermination les seuils de passage des jeux moteur; [0023] La figure 4 montre un diagramme des étapes principales du procédé de filtrage 15 d'un couple de consigne moteur selon l'invention mis en oeuvre avec le système de la figure 2; [0024] La figure 5 montre une représentation graphique du couple de consigne, du couple préventif, et du couple moteur lors d'une mise en oeuvre du procédé selon l'invention. 20 [0025] Les éléments identiques, similaires ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. [0026] La figure 2 montre un système 1 de gestion de la commande en couple d'un moteur thermique intégré dans une mémoire d'un calculateur moteur sous forme d'instructions logicielles. Ce système 1 comporte un module 2 d'interprétation de la volonté 25 du conducteur, ainsi qu'un module 3 d'agrément préventif interagissant avec un module 4 de détermination des seuils de passage des jeux moteur, et un module 5 d'agrément curatif. [0027] Plus précisément, en référence avec la figure 4, le module 2 détermine dans une étape 101 un couple Cc, dit couple de consigne, à partir du régime moteur Wm, du rapport R de boîte de vitesses engagé et de la position P de la pédale d'accélération actionnée par le conducteur afin de retranscrire la volonté du conducteur. [0028] Le couple de consigne Cc est ensuite filtré dans une étape 103 à l'aide du module 3 d'agrément préventif afin de limiter au maximum les à-coups lors du passage des jeux moteur. Les seuils de passage des jeux moteur auront été déterminés préalablement par le module 4 au cours d'une étape 102 explicitée plus en détails ci-après. [0029] A cet effet, le module 3 détermine dans un premier temps un couple préventif Cp qui est ensuite traduit en un couple, dit couple indiqué Ci, prenant en compte les pertes du moteur. Ainsi, le couple indiqué 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. [0030] Le module 5 d'agrément curatif surveille l'évolution du régime moteur Wm et atténue l'oscillation de régime éventuelle en générant, dans une étape 104, un couple de correction Ccor en opposition de phase avec le régime moteur Wm. Le couple résultant est le couple final Cf envoyé au moteur dans une étape 105 puis converti en commande des différents organes, comme par exemple en une quantité de carburant à injecter dans les cylindres du moteur thermique. [0031] On décrit ci-après, en référence avec la figure 3, le détail du module 4 assurant la détermination les seuils de passage des jeux moteur Si, S2. A cet effet, un module 41 détermine au cours d'une étape 201 une variable V de précision du couple réalisé par le moteur, laquelle est élaborée différemment suivant le type du moteur du véhicule. [0032] Ainsi, pour un moteur diesel à injection directe, la variable dépend du mode de combustion Mc du moteur. En effet, il existe environ une vingtaine de modes de combustion Mc différents, comme par exemple le mode multi-injections, le mode froid, le mode injection piloté etc... Ces modes de combustion Mc permettent d'adapter la consommation, les bruits d'injection et les émissions de polluants du moteur diesel aux variations des conditions extérieures (température, humidité) ainsi qu'aux besoins des différents organes de dépollution, tels que le filtre à particules. Cependant, en faisant varier le mode de combustion Mc, le couple réalisé par le moteur diffère en sorte qu'il faut tenir compte du mode de combustion Mc pour adapter les seuils de passage des jeux moteur Si et S2. [0033] Pour un moteur à essence à injection directe stratifiée, la variable V dépend du mode de combustion Mc du moteur et de la température d'eau Te du moteur. En effet, en mode d'injection nominale, la température d'eau Te impacte la précision du couple moteur. Plus l'eau est froide et plus la combustion est mauvaise car non homogène. Cependant, pour diminuer les émissions de polluants ou pour abaisser la consommation, on utilise la levée variable des soupapes, ainsi qu'une vanne de type EGR (Exhaust Gaz Recirculation) permettant de faire recirculer les gaz d'échappements, ce qui modifie le couple réalisé par le moteur. [0034] Pour un moteur à essence à injection indirecte ou à injection directe homogène, la variable V dépend de la température d'eau Te et/ou d'huile Th du moteur. En effet, le mode de combustion Mc étant unique, seule la température influe sur la précision de couple du moteur. Plus l'huile du moteur est visqueuse et plus il faudra d'effort au moteur pour tourner. L'écart entre le couple demandé par le conducteur et le couple réalisé par le moteur sera d'autant plus grand que l'huile sera froide. Sur les moteurs avec une huile peu visqueuse, c'est la température d'eau Te qui influe sur la précision de couple, comme pour les moteurs à essence à injection directe. [0035] Une calibration permet de choisir la variable de précision V de couple selon le type de moteur. En fonction du régime moteur Wm et de la variable V de précision de couple calculée, un module 42 calcule un écart de couple qui est ajouté via un sommateur 43 aux seuils de passage physiques des jeux moteur SP1, 5P2. Ces seuils de passage physique des jeux moteur SP1, 5P2 sont déterminés à partir du régime moteur Wm et du rapport R de boîte de vitesses engagé lorsque le moteur présente un fonctionnement nominal, c'est-à-dire un fonctionnement pour une température d'eau Te située autour de 90 degrés et une température d'huile Th située autour de 60°Celsius. [0036] Les seuils de passage des jeux moteur 51, S2 pourront également être ajustés en fonction du typage du groupe motopropulseur correspondant au mode de roulage du véhicule (urbain, éco, sport, etc..). Ainsi, lors de l'activation du mode sport ou sur les forts enfoncements de la pédale d'accélération, le seuil d'entrée Si dans les jeux moteur sera augmenté afin de réduire le temps de passage des jeux moteur, ce qui permet d'obtenir un véhicule plus réactif et typé « sport ». [0037] La figure 5 illustre l'adaptation des seuils de passage des jeux moteurs Si, S2 lors d'une régénération du filtre à particules (FAP) sur un moteur diesel impliquant d'augmenter la température des gaz à l'échappement afin de brûler les particules de suies piégées dans le filtre. [0038] A cet effet, le mode de combustion Mc du moteur diesel passe en mode multi- injections afin d'injecter plus de gazole et plus tard. Le gazole étant injecté plus tard, la réalisation du couple moteur Cm est retardée par rapport au mode de combustion nominal. Il faut donc anticiper les seuils de passage des jeux moteur afin que le couple réalisé par le moteur permette de conserver un agrément de conduite optimal. Pour ce faire, les seuils de jeux moteur Si, S2 sont diminués (environ -10Nm) par rapport aux seuils de passage physiques SP1, SP2 des jeux moteur afin que le moteur reçoive un niveau de couple adapté durant son basculement. [0039] Grâce à ce système, les seuils de passage des jeux moteur Si, S2 prennent en compte l'erreur de réalisation du couple moteur et assure un passage des jeux moteur 15 sans à-coup. L'agrément de conduite est ainsi conservé quelles que soient les conditions de roulage. REVENDICATIONS: 1. Procédé de filtrage d'un couple de consigne moteur (Cc) d'un véhicule équipé d'un groupe motopropulseur thermique lors d'un passage de jeux moteur comportant les étapes suivantes: - déterminer (101) un couple de consigne moteur (Cc), - déterminer (102) des seuils de passage des jeux moteur, et - filtrer (103) le couple de consigne moteur (Cc) en fonction des seuils de passage des jeux moteur préalablement déterminés de manière à limiter les à-coups lors du passage desdits jeux moteur, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape d'ajuster (201, 202) lesdits seuils de passage des jeux moteur (Si, S2) en fonction d'au moins un paramètre (Te, Th, Mc) représentatif d'une précision d'un couple réalisé par le moteur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les paramètres représentatifs d'une précision du couple réalisé par le moteur sont sélectionnés, en fonction d'un type de moteur du véhicule, parmi: une température d'eau du moteur (Te), une température d'huile du moteur (Th), et un mode de combustion du moteur (Mc). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour un moteur diesel à injection directe, le paramètre représentatif de la précision du couple réalisé par le moteur est le mode de combustion du moteur (Mc). 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour un moteur à essence à injection directe stratifiée, les paramètres représentatifs de la précision du couple réalisé par le moteur sont le mode de combustion du moteur (Mc) et la température d'eau du moteur (Te). 5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour un moteur à essence à injection indirecte ou injection directe homogène, les paramètres représentatifs du couple réalisé par le moteur sont la température d'eau du moteur (Te) et/ou la température d'huile du moteur (Th). 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que pour ajuster les seuils de passage des jeux moteur (51, S2), il comporte l'étape de calculer une variable (V) dépendant du ou des paramètres représentatifs d'une précision du coupleréalisé par le moteur et de déduire, à partir de cette variable (V) et d'un régime du moteur, une variation de couple à prendre en compte pour adapter des seuils de passage physiques des jeux moteur (SPI, SP2) correspondant aux seuils de passage des jeux moteur déterminés à partir d'un régime du moteur (Wm) et d'un rapport de boîte de vitesses (R) engagé lors d'un fonctionnement nominal du moteur. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre l'étape de tenir compte d'un typage du groupe motopropulseur pour ajuster les seuils de passage des jeux moteur (Si, S2). 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, 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) d'une pédale d'accélération. 9. Calculateur moteur comportant une mémoire stockant des instructions logicielles pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes.