Brevet FR3034485A1 — publié le 20161007

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE PRÉDICTION DE CHANGEMENT DE RAPPORT D'UNE BOÎTE DE VITESSES DE VÉHICULE À RAPPORTS SÉLECTIONNABLES PAR LE CONDUCTEUR L'invention concerne les véhicules comprenant au moins un moteur thermique couplé à une boîte de vitesses dont les rapports sont sélectionnables par le conducteur. Dans certains véhicules du type précité, il peut s'avérer utile, lorsque le mode de sélection manuelle du rapport de la boîte de vitesses a été sélectionné, de présélectionner le prochain rapport que le conducteur pourrait sélectionner. Cela permet en effet de réaliser à l'avance certaines actions dans la boîte de vitesses et/ou dans l'embrayage et ainsi d'améliorer le confort (notamment acoustique) des passagers du véhicule et/ou la consommation du véhicule et/ou les performances du véhicule. A titre d'exemple non limitatif, dans le cas d'une boîte de vitesses à double embrayage (ou DCT) la présélection du prochain rapport peut avantageusement permettre d'éviter une rupture du couple transmis aux roues lors d'un changement de rapport. En effet, la présélection permet d'engager le rapport présélectionné sur une seconde partie de la boîte de vitesses tout en continuant de transmettre le couple sur le rapport en cours de la première partie de cette boîte de vitesses, puis de réaliser l'accostage sur la seconde partie de la boîte de vitesses avec un léger recouvrement avant de débrayer le premier embrayage qui est associé à la première partie de la boîte de vitesses pendant une phase dite de transfert de couple. La plupart des techniques de présélection de rapport consistent à engager le rapport cible au moment où il est demandé, et non pas juste avant qu'il ne soit demandé. L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation. Elle propose notamment à cet effet un procédé, destiné à fournir des prédictions dans un véhicule comprenant au moins un moteur thermique couplé à une boîte de vitesses à rapports sélectionnables par le conducteur, et 3034485 2 comprenant : - une première étape dans laquelle on détermine un point de fonctionnement en cours du véhicule en fonction de valeurs en cours d'au moins deux paramètres de fonctionnement choisis du véhicule, 5 - une deuxième étape dans laquelle on détermine un domaine de fonctionnement auquel appartient le point de fonctionnement en cours déterminé parmi des premier, deuxième et troisième domaines de fonctionnement prédéfinis associés respectivement à une diminution du rapport en cours, un maintien du rapport en cours et une augmentation du 10 rapport en cours, et - une troisième étape dans laquelle on prédit une prochaine décision du conducteur soit de diminuer le rapport en cours si le point de fonctionnement en cours déterminé appartient au premier domaine de fonctionnement, soit de maintenir le rapport en cours si le point de 15 fonctionnement en cours déterminé appartient au deuxième domaine de fonctionnement, soit d'augmenter le rapport en cours si le point de fonctionnement en cours déterminé appartient au troisième domaine de fonctionnement. Ainsi, on peut déterminer la probabilité que le conducteur demande 20 prochainement un changement de rapport montant ou descendant ou bien aucun changement de rapport. Un tel procédé de prédiction peut ainsi permettre de choisir de façon anticipative un rapport à présélectionner, par exemple. Le procédé selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques 25 qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : les paramètres de fonctionnement peuvent être choisis parmi au moins une accélération en cours du véhicule, un régime en cours du moteur thermique, la volonté du conducteur d'accélérer, et une vitesse en cours du véhicule ; > les premier, deuxième et troisième domaines de fonctionnement peuvent 30 être prédéfinis de sorte qu'en cas de volonté du conducteur d'accélérer on envisage de prédire soit une augmentation du rapport en cours, soit un maintien du rapport en cours, tandis qu'en cas d'absence de volonté du conducteur d'accélérer on envisage de prédire soit une diminution du 3034485 3 rapport en cours, soit un maintien du rapport en cours ; > les premier, deuxième et troisième domaines de fonctionnement peuvent être prédéfinis de sorte qu'en cas de régime très bas du moteur thermique et d'accélération négative on envisage de prédire soit une 5 diminution du rapport en cours, soit un maintien du rapport en cours, tandis qu'en cas de régime très haut du moteur thermique et d'accélération positive on envisage de prédire soit une augmentation du rapport en cours, soit un maintien du rapport en cours ; les premier, deuxième et troisième domaines de fonctionnement peuvent 10 être prédéfinis par des données numériques qui sont enregistrées dans le véhicule et qui définissent une cartographie de domaines de fonctionnement en fonction des paramètres de fonctionnement ; - en variante, les premier, deuxième et troisième domaines de fonctionnement peuvent être prédéfinis par des règles relatives à des poids 15 variables associés aux paramètres de fonctionnement. L'invention propose également un dispositif de prédiction, destiné à équiper un véhicule à moteur thermique couplé à une boîte de vitesses à rapports sélectionnables par le conducteur, et comprenant des moyens de traitement agencés : 20 - pour déterminer un point de fonctionnement en cours du véhicule en fonction de valeurs en cours d'au moins deux paramètres de fonctionnement choisis du véhicule, puis - pour déterminer un domaine de fonctionnement auquel appartient le point de fonctionnement en cours déterminé parmi des premier, deuxième et 25 troisième domaines de fonctionnement prédéfinis associés respectivement à une diminution du rapport en cours, un maintien du rapport en cours et une augmentation du rapport en cours, et - pour prédire une prochaine décision du conducteur soit de diminuer le rapport en cours si le point de fonctionnement en cours déterminé 30 appartient au premier domaine de fonctionnement, soit de maintenir le rapport en cours si le point de fonctionnement en cours déterminé appartient au deuxième domaine de fonctionnement, soit d'augmenter le rapport en cours si le point de fonctionnement en cours déterminé 3034485 4 appartient au troisième domaine de fonctionnement. L'invention propose également un calculateur comprenant un dispositif de prédiction du type de celui présenté ci-avant. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type 5 automobile, et comprenant, d'une part, au moins un moteur thermique couplé à une boîte de vitesses à rapports sélectionnables par le conducteur, et, d'autre part, un calculateur du type de celui présenté ci-avant. Par exemple, la boîte de vitesses peut être à double embrayage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à 1 o l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (dont un obtenu en CAO/DAO, d'où la présence de parties grisées), sur lesquels : la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de véhicule comprenant un groupe motopropulseur et un calculateur de supervision équipé d'un dispositif de prédiction selon l'invention, 15 la figure 2 illustre schématiquement un premier exemple de diagrammes d'évolution temporelle respectivement du couple transmis aux roues par les embrayages (en haut), du régime du moteur thermique (au milieu), et du rapport (en bas), dans le cas d'un appui sur la pédale d'accélérateur et d'une augmentation de rapport, 20 la figure 3 illustre schématiquement un deuxième exemple de diagrammes d'évolution temporelle respectivement du couple transmis aux roues par les embrayages (en haut), du régime du moteur thermique (au milieu), et du rapport (en bas), en l'absence d'appui sur la pédale d'accélérateur mais en présence d'une augmentation de rapport, 25 la figure 4 illustre schématiquement un troisième exemple de diagrammes d'évolution temporelle respectivement du couple transmis aux roues par les embrayages (en haut), du régime du moteur thermique (au milieu), et du rapport (en bas), dans le cas d'un appui sur la pédale d'accélérateur et d'une diminution de rapport, 30 la figure 5 illustre schématiquement un quatrième exemple de diagrammes d'évolution temporelle respectivement du couple transmis aux roues par les embrayages (en haut), du régime du moteur thermique (au milieu), et du rapport (en bas), en l'absence d'appui sur la pédale d'accélérateur mais en 3034485 5 présence d'une diminution de rapport, et la figure 6 illustre schématiquement au sein d'un diagramme tridimensionnel un exemple de cartographie de trois domaines de fonctionnement en fonction de trois paramètres de fonctionnement (l'accélération en cours, le 5 régime en cours du moteur thermique et l'appui sur la pédale d'accélérateur (en %)). L'invention a notamment pour but de proposer un procédé, et un dispositif DP associé, destinés à fournir des prédictions de prochain rapport sélectionné par le conducteur d'un véhicule V comprenant au moins un moteur 1 o thermique MT couplé à une boîte de vitesses BV dont les rapports sont sélectionnables par ce conducteur. On considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que le véhicule est de type automobile. Il s'agit par exemple d'une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de véhicule. Elle concerne en effet tout 15 véhicule pouvant être conduit par un conducteur et comprenant un moteur thermique couplé à une boîte de vitesses à rapports sélectionnables par son conducteur. Par conséquent, l'invention concerne notamment les véhicules terrestres (voitures, motocyclettes, véhicules utilitaires, cars (ou bus), camions, engins de voirie, engins de chantier, engins de manutention, et trains), et les 20 véhicules maritimes (ou fluviaux). On a schématiquement illustré sur la figure 1 un exemple non limitatif de véhicule V à groupe motopropulseur conventionnel, c'est-à-dire ne comportant qu'une seule source de couple agencée sous la forme d'un moteur thermique MT. On notera que dans une variante de réalisation le groupe 25 motopropulseur pourrait être de type hybride, c'est-à-dire comportant une source de couple agencée sous la forme d'un moteur thermique et au moins une autre source de couple agencée sous la forme d'une machine, électrique ou hydraulique ou encore à air comprimé, associée à des moyens de stockage d'énergie. 30 Ce groupe motopropulseur comprend également un arbre moteur AM, un embrayage EM1, EM2 et une boîte de vitesses BV dont les rapports sont sélectionnables par le conducteur. L'arbre moteur AM est défini par un vilebrequin du moteur thermique 3034485 6 MT et est destiné à être entraîné en rotation selon un régime moteur rm évoluant au cours du temps en fonction des besoins du conducteur. La boîte de vitesses BV est par exemple à double embrayage (ou DCT). Elle comprend dans ce cas deux arbres primaires (ou d'entrée) APj (j = 5 1 ou 2) concentriques et deux arbres secondaires (ou de sortie). Les arbres primaires APj sont destinés à recevoir du couple moteur (thermique) via respectivement deux sous-parties EMj correspondantes d'un embrayage. Par ailleurs, ces arbres primaires APj comprennent des pignons menants qui sont engagés simultanément avec des pignons fous récepteurs 10 correspondant des arbres secondaires avec lesquels ils forment des paires. Les arbres secondaires sont destinés à être couplés respectivement aux arbres primaires APj correspondants, afin de définir des rapports (ou vitesses) choisi(e)s, et sont couplés à un arbre de transmission AT, généralement via un différentiel DV. Cet arbre de transmission AT est destiné 15 à fournir le couple délivré par les arbres secondaires à certaines au moins des roues du véhicule V. Dans l'exemple illustré non limitativement, l'arbre de transmission AT fournit du couple aux roues du train avant TV via le différentiel avant DV. Mais il pourrait fournir du couple au train avant TV et/ou au train arrière TR. 20 On notera que la boîte de vitesses BV n'est pas obligatoirement de type DCT. En effet, elle peut être de n'importe quel type dès lors que ses rapports sont sélectionnables par le conducteur du véhicule V, éventuellement après sélection d'un mode de sélection manuelle de rapport. Par exemple, chaque sous-partie d'embrayage EMj (j = 1 ou 2) 25 comprend notamment un volant moteur qui est solidarisé fixement à l'arbre moteur AM et un disque d'embrayage qui est solidarisé fixement à un arbre primaire APj correspondant. Le fonctionnement du groupe motopropulseur est contrôlé par un calculateur de supervision CS au moyen de valeurs de paramètres de 30 fonctionnement. Ce calculateur de supervision CS connaît notamment à chaque instant la mesure du régime rm en cours du moteur thermique MT, la charge du moteur thermique MT, le rapport engagé dans la boîte de vitesses BV, et l'état (ou niveau (ou encore pourcentage)) d'enfoncement des pédales 3034485 7 de frein et d'accélérateur, et de l'éventuelle pédale d'embrayage. Comme indiqué plus haut, l'invention propose notamment de mettre en oeuvre dans le véhicule V un procédé destiné à fournir une prédiction du prochain rapport qui pourrait être sélectionné par le conducteur. 5 La mise en oeuvre de ce procédé de prédiction peut se faire au moyen d'un dispositif de prédiction DP comprenant des moyens de traitement MTR. Dans l'exemple illustré non limitativement sur la figure 1, le dispositif de prédiction DP est installé dans le calculateur de supervision CS. Mais cela n'est pas obligatoire. En effet, il pourrait être lui-même agencé sous la forme 1 o d'un calculateur dédié comprenant un éventuel programme dédié, ou bien faire partie d'un autre calculateur, éventuellement couplé au calculateur de supervision CS. Par conséquent, un dispositif de prédiction DP, selon l'invention, peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques (ou encore « software »)), ou bien de circuits électroniques (ou 15 REVENDICATIONS1. Procédé de prédiction pour un véhicule (V) comprenant au moins un moteur thermique (MT) couplé à une boîte de vitesses (BV) à rapports sélectionnables par le conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend une première étape (i) dans laquelle on détermine un point de fonctionnement en cours dudit véhicule (V) en fonction de valeurs en cours d'au moins deux paramètres de fonctionnement choisis dudit véhicule (V), une deuxième étape (ii) dans laquelle on détermine un domaine de fonctionnement auquel la appartient ledit point de fonctionnement en cours déterminé parmi des premier, deuxième et troisième domaines de fonctionnement prédéfinis associés respectivement à une diminution du rapport en cours, un maintien du rapport en cours et une augmentation du rapport en cours, et une troisième étape (iii) dans laquelle on prédit une prochaine décision dudit conducteur soit de 15 diminuer ledit rapport en cours si ledit point de fonctionnement en cours déterminé appartient audit premier domaine de fonctionnement, soit de maintenir ledit rapport en cours si ledit point de fonctionnement en cours déterminé appartient audit deuxième domaine de fonctionnement, soit d'augmenter ledit rapport en cours si ledit point de fonctionnement en cours 20 déterminé appartient audit troisième domaine de fonctionnement. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits paramètres de fonctionnement sont choisis dans un groupe comprenant une accélération en cours dudit véhicule (V), un régime en cours dudit moteur thermique (MT), la volonté du conducteur d'accélérer, et une vitesse en cours 25 dudit véhicule (V). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits premier, deuxième et troisième domaines de fonctionnement sont prédéfinis de sorte qu'en cas de volonté du conducteur d'accélérer on envisage de prédire soit une augmentation dudit rapport en cours, soit un maintien dudit 30 rapport en cours, tandis qu'en cas d'absence de volonté du conducteur d'accélérer on envisage de prédire soit une diminution dudit rapport en cours, soit un maintien dudit rapport en cours. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que 3034485 15 lesdits premier, deuxième et troisième domaines de fonctionnement sont prédéfinis de sorte qu'en cas de régime très bas dudit moteur thermique (MT) et d'accélération négative on envisage de prédire soit une diminution dudit rapport en cours, soit un maintien dudit rapport en cours, tandis qu'en cas de 5 régime très haut dudit moteur thermique (MT) et d'accélération positive on envisage de prédire soit une augmentation dudit rapport en cours, soit un maintien dudit rapport en cours. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits premier, deuxième et troisième domaines de fonctionnement sont la prédéfinis par des données numériques enregistrées dans ledit véhicule (V) et définissant une cartographie de domaines de fonctionnement en fonction desdits paramètres de fonctionnement. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits premier, deuxième et troisième domaines de fonctionnement sont 15 prédéfinis par des règles relatives à des poids variables associés auxdits paramètres de fonctionnement. 7. Dispositif de prédiction (DP) pour un véhicule (V) à moteur thermique (MT) couplé à une boîte de vitesses (BV) à rapports sélectionnables par le conducteur, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de traitement (MTR) 20 agencés pour déterminer un point de fonctionnement en cours dudit véhicule (V) en fonction de valeurs en cours d'au moins deux paramètres de fonctionnement choisis dudit véhicule (V), puis pour déterminer un domaine de fonctionnement auquel appartient ledit point de fonctionnement en cours déterminé parmi des premier, deuxième et troisième domaines de 25 fonctionnement prédéfinis associés respectivement à une diminution du rapport en cours, un maintien du rapport en cours et une augmentation du rapport en cours, et pour prédire une prochaine décision dudit conducteur soit de diminuer ledit rapport en cours si ledit point de fonctionnement en cours déterminé appartient audit premier domaine de fonctionnement, soit de 30 maintenir ledit rapport en cours si ledit point de fonctionnement en cours déterminé appartient audit deuxième domaine de fonctionnement, soit d'augmenter ledit rapport en cours si ledit point de fonctionnement en cours déterminé appartient audit troisième domaine de fonctionnement. 3034485 16 8. Calculateur (CS), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de prédiction (DP) selon la revendication 7. 9. Véhicule (V) comprenant un moteur thermique (MT) couplé à une boîte de vitesses (BV) à rapports sélectionnables par le conducteur, 5 caractérisé en ce qu'il comprend en outre un calculateur (CS) selon la revendication 8. 10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite boîte de vitesses (BV) est à double embrayage.