Brevet FR3021018A1 — publié le 20151120

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un procédé de gestion d'un véhicule automobile à une unité de calcul pour exécuter le procédé et à un programme d'ordinateur pour gérer le véhicule. Etat de la technique Selon le document DE 10 2014 202 058 non publié préalablement, on connait un procédé de gestion d'un véhicule automobile selon lequel au cours de la phase de démarrage à l'aide d'un moteur électrique couplé au moteur thermique du véhicule, on commande le moteur électrique pour qu'il fournisse un couple avec une composante dépendant de l'angle de vilebrequin pour s'opposer aux variations du couple de tramée du moteur qui dépendent de l'angle de vilebrequin. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet un procédé de gestion d'un véhicule automobile selon lequel en phase de démarrage, on com- mande une machine électrique pouvant fonctionner comme moteur pour fournir un couple entraînant le véhicule, et en même temps on commande le système de freinage du véhicule pour qu'il applique un certain couple de freinage, la commande du système de freinage se fai- sant en fonction de la valeur réelle de la vitesse du véhicule et aussi en fonction de la valeur de consigne de vitesse du véhicule, le système de freinage étant commandé alors en freinage si la valeur de consigne de vitesse est supérieure à la vitesse réelle. L'invention a également pour objet une unité de calcul pour la mise en oeuvre d'un tel procédé et un programme d'ordinateur avec les caractéristiques du procédé. Si pour la phase de démarrage on utilise une machine électrique fonctionnant comme moteur pour fournir le couple d'entraînement du véhicule, on commande en même temps le système de freinage du véhicule pour qu'il exerce un couple de freinage (par exemple sur les roues du véhicule pour freiner le mouvement de rotation), ce qui permet de contrôler la phase de démarrage d'une manière particulièrement simple. Comme la machine électrique fonctionnant comme mo- teur doit fournir un couple plus élevé lorsque le démarrage se fait sur des irrégularités de la chaussée (par exemple si le bord de chaussée se trouve directement devant les roues) ou si lorsqu'on entraine le moteur thermique il faut vaincre les forces de ressort pneumatique générées par la compression et la décompression de l'air dans les cylindres. Or, si l'obstacle tel que le bord de la chaussée ou l'effet de ressort de gaz, est dépassé brusquement, il n'est pas possible de réduire suffisamment rapidement le couple fourni par la machine électrique fonctionnant comme moteur de sorte qu'il y aura alors une secousse perceptible, considérée comme désagréable. Mais si le couple moteur fourni par la machine électrique fonctionnant comme moteur augmente intentionnellement, on peut de nouveau le compenser par le couple de freinage exercé par le système de freinage, par exemple le système ESP. On a constaté qu'on pouvait appliquer le couple de freinage du système de freinage beaucoup plus rapidement que l'on pouvait réduire le couple moteur fourni par la ma- chine électrique fonctionnant comme moteur. Cela permet de réaliser d'une manière particulièrement simple un démarrage confortable. Si inversement le couple totale demandé augmente for- tement, on pourra répondre à cette demande en réduisant le couple de freinage. Cela se fait beaucoup plus rapidement que l'augmentation du couple moteur fourni par la machine électrique fonctionnant comme moteur. Selon un développement de l'invention, la phase de dé- marrage est régulée à l'aide de la valeur réelle de la vitesse du véhicule. Si l'on détecte une montée rapide de la valeur réelle de la vitesse ou si l'on détecte que la valeur réelle de la vitesse se rapproche rapidement de la valeur de consigne de la vitesse ou que la valeur réelle de la vitesse dépasse la valeur de consigne de la vitesse, on pourra commander de manière appropriée le système de freinage pour réduire très simplement la secousse désagréable. Ainsi en cas de demande de couple, important, non prévue (par exemple si les roues avant du véhicule sont contre un bord de chaussée) il est possible de fournir un couple moteur plus important pour réussir la phase de démarrage et la faire de manière confortable. Le couple moteur réglé à un niveau trop élevé sera régulé au niveau des roues du véhicule par le couple de freinage exercé par le système de freinage. L'implémentation du procédé sous la forme de pro- gramme est avantageuse car elle est particulièrement économique, no- tamment si l'unité de calcul qui exécute le procédé, équipe déjà le véhicule pour d'autres fonctions. Des supports appropriés pour le programme d'ordinateur sont notamment les disquettes, les disques durs, les mémoires flash, les mémoires EEPROM, les CD-rom, DVD et autres. On peut également envisager de télécharger le programme par un ré- seau d'ordinateurs (internet, intranet, ou autres). Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins dans lesquels : la figure 1 montre schématiquement la ligne de transmission d'un véhicule automobile, la figure 2 montre un régulateur de démarrage selon un premier mode de réalisation de l'invention, la figure 3 montre un régulateur de démarrage selon un second mode de réalisation de l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre schématiquement une ligne de trans- mission de véhicule automobile comportant une machine électrique pouvant fonctionner en moteur. Dans cet exemple de réalisation, la ma- chine électrique pouvant fonctionner comme moteur est un moteur élec- trique 8 qui pourrait être, par exemple, un démarreur-générateur. Dans l'exemple de réalisation, le véhicule est également équipé d'un moteur thermique 6 qui, toutefois, n'est pas indispensable. Dans l'exemple de réalisation, le véhicule a un embrayage manuel non représenté permettant de couper le moteur thermique 6 et le moteur électrique 8 des autres parties de la transmission du véhicule, par exemple pour permettre le changement de rapport de vitesses. Dans l'exemple, le moteur électrique est relié au moteur thermique 6 par une transmission à courroie 30. Mais cette solution n'est pas indispensable. Seul importe pour l'invention que la machine électrique pouvant fonctionner comme moteur, (c'est-à-dire dans l'exemple de réalisation, le moteur électrique 8) soit couplée aux roues pour entraîner le véhicule. Dans l'exemple de réalisation, le moteur électrique 8 est commandé par un appareil de commande 50 de moteur électrique et le moteur thermique 6 est commandé par un appareil de commande de moteur thermique 40. Les deux appareils de commande communiquent par un système de bus 70. Un système de freinage 7 tel que par exemple, le système ESP est commandé par un appareil de commande de freins 80 communiquant avec l'appareil de commande de moteur 40 par un autre système de bus 71. La figure 2 montre un premier aspect du dispositif de commande de la phase de démarrage du véhicule automobile. Une unité de détermination de couple 100 détermine le couple total DM néces- saires en phase de démarrage du véhicule automobile, pour entraîner le véhicule et vaincre les résistances internes du véhicule, (par exemple le moment d'inertie). L'unité de répartition de couple 110 divise ce couple total DM en un couple de freinage BM réglé par le système de freinage 7 et un couple moteur EM réglé par le moteur électrique 8. De façon préférentielle, la somme du couple moteur EM et du couple de freinage (couple négatif) BM est égale au couple total DM, et en outre, comme de manière préférentielle, le couple moteur EM est plus grand que le couple total d'une certaine valeur de décalage, le couple de freinage BM sera supérieur à zéro. Si le couple total DM nécessaire augmente brusquement, on ne peut répondre à cette demande non seulement par une augmentation du couple moteur EM, mais en variante ou en complément, également par une réduction du couple de freinage BM. La figure 3 est le schéma d'un autre développement d'un dispositif de démarrage. La figure 3 montre un régulateur de démarrage 14 pour la phase de démarrage du véhicule et le cas échéant pour démarrer le moteur thermique 6 à l'aide du moteur électrique 8 lorsque la transmission est fermée. Le régulateur de démarrage 14 est de préfé- rence implémenté sous la forme d'un programme dans l'appareil de commande de moteur 40. Dans le présent exemple de réalisation, le régulateur de démarrage 14 comporte un régulateur 18, un régulateur d'action de freinage 26, une unité déterminant le couple de traînée moteur 20 et une unité de précommande de couple 22. Le régulateur de démarrage reçoit une valeur de consigne de vitesse GSW fournie par une unité de détermination de vitesse de consigne 16. Le régulateur 18 sert principalement à prédéfinir le couple fourni par le moteur électrique 8 pour arri- ver à la vitesse souhaitée, c'est-à-dire à la vitesse de consigne GSW. Avec l'unité de précommande de couple 22, l'unité de détermination de couple de tramée moteur 20 sert essentiellement à faire varier le couple fourni par le moteur électrique 8 pour s'opposer aux variations dépendant de l'angle de vilebrequin selon le couple de traînée du moteur thermique 6, pour les annuler de manière idéale. En outre, le régulateur de démarrage 14 comporte une unité de commande 24 pour commander le moteur électrique 8. L'unité de détermination de vitesse de consigne 16 du présent exemple de réalisation est conçu ou développé pour enregistrer comme une grandeur d'entrée, un temps (t), un angle de pente de chaussée (w), un poids de véhicule (m) et une position de l'élément d'actionnement d'accélérateur (x), notamment de la pédale d'accélérateur. A partir de ces grandeurs d'entrée, l'unité de détermination de vitesse de consigne 16 détermine la valeur de consigne de vi- tesse GSW. De façon préférentielle, l'unité de détermination de la vitesse de consigne 16 détermine la valeur de consigne de vitesse GSW pour que la phase de démarrage s'exécute de façon confortable pour les passagers, c'est-à-dire avec une accélération appropriée du véhicule. En particulier, il faut éviter que la ligne de transmission ne transmette un couple trop grand ou trop faible. Un couple important produit une forte accélération perçue de manière désagréable par les passagers (sauf si cela est souhaité par le conducteur (Kickdown ou forte accélération)) ou un couple trop faible qui génère des vibrations au démarrage car la ligne de transmission et le cas échéant le bloc moteur fonctionnent plus longtemps dans leur bande de résonnance propre. La valeur de consigne de vitesse GSW est une grandeur d'entrée du régulateur 18 qui, dans le présent exemple de réalisation, comporte un régulateur PID (régulateur proportion- nel/intégral/différentiel). Comme autre grandeur d'entrée, le régulateur 18 reçoit la valeur réelle de la vitesse GIW du véhicule ; cette valeur est fournie par une unité de détermination de vitesse 60. En sortie, le régulateur 18 fournit une grandeur de réglage STG appliquée à l'unité de commande 24. Il convient de remarquer que l'unité de détermination de la vitesse de consigne et le régulateur de l'exemple de réalisation ne sont représentés qu'à titre d'exemple et constituent des caractéristiques avantageuses, mais non indispensables de l'invention. L'unité de détermination du couple de tramée moteur 20 du présent exemple de réalisation est conçu ou réalisé pour enregistrer comme grandeur d'entrées, l'angle de vilebrequin (a), la température (T) du moteur thermique, le régime (n) du moteur thermique et le degré de remplissage de cylindre (f). A partir de telles grandeurs d'entrée, l'unité de détermination du couple de tramée moteur 20 détermine le couple de tramée moteur MSN, notamment en utilisant des champs de caractéristiques de l'unité de commande 24. Il convient de remarquer que toutes les grandeurs d'entrée autres que l'angle de vilebrequin (a) sont des grandeurs optionnelles. L'unité de précommande de couple 22 du présent exemple de réalisation est conçue ou réalisée pour enregistrer comme grandeur d'entrée, le rapport de vitesses g, de la boîte de vitesses 12, la position de démarrage (p) du moteur thermique, c'est-à-dire l'angle ini- tial du vilebrequin, l'angle de pente de la chaussée (w) et le poids (m) du véhicule. A partir de telles grandeurs d'entrée, l'unité de précommande de couple 22 détermine la valeur du couple DST appliquée à l'unité de commande 24. L'unité de précommande de couple 22 sert principale- ment à tenir compte de grandeurs (c'est-à-dire à s'opposer à celles-ci ou de manière idéale à les compenser en les annulant) qui se répercutent sur le couple à fournir, indépendamment de l'angle de vilebrequin, comme notamment la résistance au démarrage, la résistance au roulage, la poussée dans la pente. Dans cet exemple de réalisation, l'unité de précommande de couple n'est présentée qu'à titre d'exemple et ne constitue pas une caractéristique obligatoire de l'invention. L'unité de commande 24 est réalisée ou conçue pour ex- ploiter la grandeur de réglage STG, le couple de traînée moteur MSM et la grandeur de réglage de couple DST et de commander le moteur élec- trique 8 pour compenser si possible le couple de tramée moteur et ainsi exécuter de manière régulière la phase de démarrage et le démarrage du moteur thermique 6, c'est-à-dire essentiellement sans secousse. Un mouvement sans secousse est une accélération perçue de manière régu- hère et sans oscillation par les passagers du véhicule, en particulier, l'accélération perçue comme continue sur une durée relativement longue, par exemple une durée de plusieurs secondes. De façon préférentielle, il est prévu de commander le mo- teur électrique 8 avec un couple augmenté, par exemple en relevant d'un décalage, la grandeur de couple DST fournie par l'unité de pré- commande de couple 22. Dans l'exemple de réalisation, la valeur réelle GIW et la valeur de consigne GSW de la vitesse sont également transmises au régulateur d'action de freinage 26. Le régulateur d'action de freinage 26 détermine si la vitesse réelle GIW dépasse la vitesse de consigne GSW et dans ce cas il commande le système de freinage 7 pour freiner le véhicule. Le régulateur de démarrage 14, l'unité de détermination de vitesse de consigne 16, le régulateur 18, l'unité de détermination de couple de tramée moteur 20, l'unité de précommande de couple 22, l'unité de commande 24 et le régulateur d'action de freinage 26 peuvent avoir des composants sous la forme de circuits et/ou de programmes.30 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 6 Moteur thermique 7 Système de freinage 8 Moteur électrique 12 Boîte de vitesses 14 Régulateur de démarrage 16 Unité de détermination de vitesse de consigne 18 Régulateur 20 Unité de détermination de couple de traînée moteur 22 Unité de précommande de couple 26 Régulateur d'action de freinage 30 Entraînement par courroie 40 Appareil de commande du moteur thermique 50 Appareil de commande du moteur électrique 60 Unité de détermination de vitesse 70 Système de bus 71 Système de bus 80 Appareil de commande de freins 100 Unité de détermination de couple 110 Unité de répartition de couple g Rapport de vitesses BM Couple de freinage DM Couple total EM Couple d'entraînement fourni par le moteur électrique 8 GIW Vitesse réelle GSW Vitesse de consigne STG Grandeur de réglage30 REVENDICATIONS1°) Procédé de gestion d'un véhicule automobile selon lequel en phase de démarrage, on commande une machine électrique (8) pouvant fonctionner comme moteur pour fournir un couple (EM) entraînant le véhi- cule, et en même temps on commande le système de freinage (7) du véhicule pour qu'il applique un certain couple de freinage (BM), la commande du système de freinage (7) se faisant en fonction de la valeur réelle de la vitesse (GIW) du véhicule et aussi en fonction de la valeur de consigne de vitesse (GSW) du véhicule, et le système de freinage (7) étant commandé en freinage si la valeur de consigne de vitesse (GSW) est supérieure à la valeur réelle de vitesse (GIW). 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que on réduit le couple de freinage (BM) pour une augmentation du couple total demandé (DM). 3°) Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le couple fourni par la machine électrique (8) fonctionnant comme moteur a une composante (DST) dépendant de l'angle du vilebrequin du moteur thermique (6) du véhicule qui s'oppose aux grandeurs s'exerçant sur le couple à fournir, indépendamment de l'angle de vilebrequin. 4°) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la machine électrique (8) fonctionnant comme moteur est commandée pour fournir un couple de façon que le couple fourni contienne une composante (MSM) dépendant de l'angle du vilebrequin du moteur thermique (8), et s'opposant aux variations du couple de tramée du moteur thermique (6) dépendant de l'angle de vilebrequin. 5°) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on détermine la composante dépendant de l'angle de vilebrequin (MSM) par une précommande. 6°) Unité de calcul (40) pour exécuter le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, selon lequel on commande en phase de dé- marrage, une machine électrique (8) pouvant fonctionner comme moteur pour fournir un couple (EM) entraînant le véhicule, et en même temps on commande le système de freinage (7) du véhicule pour qu'il applique un certain couple de freinage (BM), la commande du système de freinage (7) se faisant en fonction de la valeur réelle de la vitesse (GIW) du véhicule et de la valeur de consigne de vitesse (GSW) du véhicule, et le système de freinage (7) étant commandé en freinage si la valeur de consigne de vitesse (GSW) est supérieure à la valeur réelle de vitesse (GIW) . 7°) Programme d'ordinateur pour une unité de calcul (40) pour appliquer le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 lorsque le procédé est exécuté par l'unité de calcul (40). 8°) Support de mémoire lisible par une machine contenant un programme d'ordinateur selon la revendication 7.