Brevet FR3028584A1 — publié le 20160520

PROCEDE DE COMMANDE D'UNE FAÇADE ACCESSOIRE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention se rapporte à un procédé de commande d'une 5 façade accessoire d'un véhicule automobile, ainsi qu'à un véhicule automobile mettant en oeuvre un tel procédé. L'invention appartient au domaine des stratégies de commande de la tension d'une courroie d'une façade accessoire de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement les véhicules automobiles 10 qui comportent une chaîne de traction munie d'un moteur thermique et d'une machine électrique liés en rotation l'un à l'autre. La liaison mécanique entre le moteur thermique et la machine électrique est généralement réalisée par une façade accessoire. La façade accessoire est composée d'une courroie liée en rotation 15 avec des poulies fixées à chacun des organes du véhicule à lier. La façade accessoire peut également entraîner d'autres éléments, tels qu'un compresseur de climatisation. Dans un tel véhicule, la machine électrique est connectée électriquement avec un organe de stockage électrique, tel qu'une batterie, 20 pour échanger de la puissance électrique. La machine électrique peut notamment être utilisée pour démarrer ou redémarrer le moteur thermique, pour récupérer de l'énergie cinétique lors des décélérations du véhicule, pour apporter une puissance supplémentaire au moteur thermique lors de besoins ponctuels, ou encore pour assurer la propulsion du véhicule en roulage 25 électrique. Une telle machine électrique applique un couple et/ou une puissance élevés au niveau de la façade accessoire qui la lie au moteur thermique. Il est par conséquent nécessaire que la tension de la courroie soit suffisamment élevée pour éviter le glissement de cette dernière lorsque les 30 couples appliqués sont importants. On connaît du document US 2009/0255741 une chaîne de traction d'un véhicule automobile comportant une machine électrique et un moteur thermique liés en rotation par une façade accessoire. Un tendeur actif permet de faire varier la tension de la courroie de la façade accessoire pour éviter 35 son glissement. Un tel tendeur a pour inconvénient d'augmenter fortement les pertes par frottements au niveau de la façade accessoire lorsque la tension de la 3028584 2 courroie est augmentée, ce qui dégrade la consommation du véhicule en carburant. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur. Dans ce but, la présente invention propose un procédé de commande 5 d'une façade accessoire d'un véhicule automobile comportant un moteur thermique et une machine électrique, - la façade comportant une courroie liant en rotation le moteur et la machine ; - la façade comportant en outre un moyen pour appliquer une 10 tension de consigne de la courroie correspondant à une plage de couple transmissible de consigne de la courroie, - la courroie présentant une tension optimale pour laquelle le rendement de transmission est maximum et le couple transmissible par la façade est compris dans une plage de couple transmissible optimal ; 15 caractérisé en ce qu'il comporte des étapes successives consistant à : calculer une consigne de couple de la machine électrique ; calculer la valeur de la tension de consigne de la façon suivante : - si la consigne de couple de la machine est comprise dans la plage de couple transmissible optimal, la tension de consigne 20 est égale à la tension optimale ; - si la consigne de couple de la machine n'est pas comprise dans la plage de couple transmissible optimal, la tension de consigne est strictement supérieure à la tension optimale et telle que cette consigne de couple est comprise dans la plage 25 de couple transmissible de consigne. Ainsi, l'invention permet d'anticiper les besoins de mise en tension de la façade accessoire pour transmettre le couple de la machine électrique et d'assurer un rendement mécanique optimal de la façade accessoire. Selon une caractéristique particulière, le procédé comporte en outre 30 une étape consistant à calculer une accélération maximale atteignable par le véhicule lorsque la courroie présente la tension optimale définie plus haut. Selon une caractéristique particulière, le véhicule comporte un système de régulation fournissant une consigne de vitesse et une consigne d'accélération du véhicule le procédé comporte en outre une étape 35 consistant à calculer une accélération véhicule de confort fonction de cette consigne de vitesse. 3028584 3 Selon une caractéristique particulière, le procédé comporte en outre une étape consistant à calculer une accélération maximum de consigne du véhicule, en prenant la valeur maximum entre l'accélération véhicule maximale définie précédemment et l'accélération véhicule de confort. Selon une caractéristique particulière, la consigne de couple de la machine est fonction d'une accélération de consigne du véhicule. Selon une caractéristique particulière, le procédé comporte une étape consistant à calculer l'accélération de consigne définie plus haut en prenant la valeur minimum entre la consigne d'accélération du système de régulation et l'accélération maximum de consigne. Selon un premier mode particulier de réalisation, le système de régulation est un système de contrôle de la vitesse du véhicule. Selon un autre mode particulier de réalisation, le système de régulation est un système comprenant des moyens de reconnaissance de l'environnement extérieur au véhicule. Selon une caractéristique particulière, les moyens de reconnaissance de l'environnement extérieur comprennent des fonctions d'identification d'autres véhicules ou des fonctions d'identification de panneaux routiers de signalisation ou des fonctions de géolocalisation du véhicule. L'invention porte aussi sur un véhicule automobile comportant des moyens aptes à mettre en oeuvre un tel procédé. L'invention sera mieux comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exemple nullement limitatif et en référence aux dessins qui les accompagnent, dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile apte à mettre en oeuvre l'invention ; - la figure 2 est un ensemble de graphiques montrant l'influence de la tension d'une façade accessoire sur le couple transmissible, ainsi que sur le rendement de cette façade accessoire ; et - la figure 3 est un organigramme illustrant des étapes d'un procédé conforme à l'invention dans un mode particulier de réalisation ; et - la figure 4 est un graphique illustrant un exemple de cartographies utilisées dans le procédé illustré à la figure 3. La figure 1 représente une chaîne de traction d'un véhicule automobile. La chaîne de traction comporte un moteur thermique MT. Le moteur MT peut être lié en rotation, d'une part, à une machine électrique ME 3028584 4 et, d'autre part, à au moins un train de roues RO du véhicule par l'intermédiaire d'une transmission TR. Le moteur thermique MT est lié en rotation à la machine électrique ME par une façade accessoire FA. La façade accessoire FA comprend une 5 courroie montée avec une tension de pose sur des poulies mécaniquement liées au moteur thermique MT et à la machine électrique ME. La façade accessoire FA comprend également un dispositif actif de mise en tension, tel qu'un tendeur actif, connu en soi, permettant de modifier la tension de la courroie. Par extension, on parlera de mise en tension de la 10 façade accessoire dans la suite du document. La chaîne de traction peut également comporter, de façon optionnelle, un compresseur de climatisation (non illustré), pour la régulation thermique de l'habitacle du véhicule. Le compresseur de climatisation est lié en rotation au moteur thermique MT et à la machine électrique ME par l'intermédiaire de 15 la façade accessoire FA. La transmission TR désigne un ensemble comprenant une boîte de vitesses et éventuellement des dispositifs de couplage/découplage au/du moteur thermique MT et au/du train de roues RO. La boîte de vitesses peut être automatisée ou non. Il peut s'agir d'une 20 boîte automatique, d'une boîte de vitesses manuelle pilotée ou non, ou d'une boîte de vitesses à double embrayage (ou DCT), ou encore d'une transmission à variation continue (ou CVT). La figure 2 présente un exemple d'évolution du couple CFA transmissible par la façade accessoire FA, ainsi que de son rendement de 25 transmission n, en fonction de la tension TFA de la façade accessoire FA. Le couple transmissible CFA peut également varier dans le temps, par exemple en fonction du niveau d'usure de la courroie. Le couple transmissible CFA est compris entre une courbe de couple minimum Cmin (valeurs négatives de couple) et une courbe de couple 30 maximum Cmax (valeurs positives de couple). Ainsi que représenté sur le graphique du haut, le couple transmissible CFA augmente généralement lorsque la tension TFA de la façade accessoire FA augmente. La puissance PFA transmissible par la façade accessoire FA peut être calculée en effectuant le produit du couple transmissible CFA et du régime 35 NFA de la façade accessoire. La puissance PFA est par exemple comprise entre 4 kW et 10 kW. 302 85 84 5 Le dispositif actif de mise en tension de la façade accessoire FA permet d'appliquer une consigne de tension Tcons pour laquelle la plage de couple transmissible CFA est comprise entre un couple minimum de consigne Cmincons et un couple maximum de consigne Cmaxcons. 5 Le rendement de transmission n varie lui aussi en fonction de la tension TFA. Il existe généralement une tension optimale Tops; pour laquelle le rendement nopti de transmission est maximum. Ce rendement optimal nopti est par exemple égal à 96%. A la tension optimale Topti correspond également une plage de couple transmissible CFA comprise entre un couple minimum 10 optimal Cminopti et un couple maximum optimal Cmaxopti. L'organigramme de la figure 3 illustre des étapes d'un procédé de commande conforme à l'invention. On présente une première étape 20 pour estimer des efforts résistants Cres. Les efforts résistants Cres sont par exemple des efforts 15 aérodynamiques s'appliquant sur le véhicule, des efforts liés à la pente de la voie de circulation, et des efforts de résistance au roulement. Le calcul de ces efforts Cres est connu en lui-même et ne présente pas de difficulté de mise en oeuvre. Il peut par exemple être effectué à partir d'informations sur la vitesse Vveh du véhicule et sur le couple Cmot que fournit le calculateur 20 associé au moteur thermique MT. L'estimation des efforts résistants Cres est utilisée à l'étape 22 suivante de calcul de l'accélération maximum Aveh_max atteignable par le véhicule. Cette étape 22 utilise de plus une information sur le couple maximum Cmax_GMP que peut délivrer l'ensemble formé par le moteur 25 thermique MT et la machine électrique ME dans leur état actuel de fonctionnement, ramené au train de roues RO. Le couple maximum Cmax_GMP est calculé en limitant le couple maximum de la machine électrique ME à la plage de couple optimale [Cminopti ; Cmaxopti transmissible par la façade accessoire lorsque le tendeur actif applique la 30 tension optimale Topti permettant d'avoir le rendement optimal nopti. On calcule ainsi l'accélération véhicule maximum Aveh_max atteignable par le véhicule après soustraction des efforts résistants Cres qui sont appliqués à ce véhicule. Pour rappel, l'accélération du véhicule est égale à la somme des 35 forces qui sont appliquées au véhicule divisée par la masse du véhicule. L'accélération véhicule maximum atteignable Aveh_max est utilisée à une étape 26 suivante de calcul de l'accélération maximum de consigne 302 85 84 6 Aveh_max_cons. L'étape 26 utilise de plus une information d'accélération véhicule de confort Aveh_conf définie à une étape 24 de calcul de l'accélération véhicule de confort. Dans l'étape 24 de calcul, l'accélération véhicule de confort Aveh_conf 5 est définie à partir d'informations issues d'un système de régulation d'allure du véhicule. Un tel système de régulation permet généralement de définir une consigne de vitesse véhicule Vveh_cons_reg et une consigne d'accélération véhicule Aveh_cons_reg. L'étape 24 de calcul de l'accélération véhicule de confort Aveh_conf 10 utilise des cartographies pour, en fonction de la vitesse Vveh du véhicule, et de l'écart entre cette vitesse Vveh et la consigne de vitesse véhicule Vveh_cons_reg donnée par le système de régulation, déterminer un niveau d'accélération minimum acceptable Aveh_conf pour respecter la vitesse de consigne du système de régulation dans des conditions de confort 15 acceptables pour le conducteur du véhicule. On nommera véhicule de référence un véhicule comportant des moyens de commande mettant en oeuvre un procédé conforme à l'invention. La figure 4 présente un exemple de cartographies utilisées pour définir l'accélération véhicule de confort Aveh_conf. 20 Les courbes Aveh_conf_80 et Aveh_conf_120 illustrent respectivement des cartographies utilisées lorsque la consigne de vitesse Vveh_cons_reg du véhicule de référence est respectivement égale à 80 km/h et 120 km/h : - Lorsque la vitesse réelle du véhicule Vveh est inférieure à la 25 consigne de vitesse véhicule Vveh_cons_reg, l'accélération véhicule de confort Aveh_conf est positive et augmente fortement lorsque l'écart entre les deux vitesses devient important ; - Lorsque la vitesse réelle du véhicule Vveh est égale à la 30 consigne de vitesse véhicule Vveh_cons_reg, l'accélération véhicule de confort Aveh_conf est nulle ; et - Lorsque la vitesse réelle du véhicule Vveh est supérieure à la consigne de vitesse véhicule Vveh_cons_reg, l'accélération véhicule de confort Aveh_conf est négative. 35 Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le système de régulation est un système de contrôle de la vitesse du véhicule. La consigne de vitesse véhicule Vveh_cons_reg est alors définie par le conducteur au 3028584 7 moyen d'une interface véhicule adaptée. Un tel système de contrôle de vitesse comprend un régulateur qui définit la consigne d'accélération Ave h_co n s_reg . Dans un second mode de réalisation de l'invention, le système de 5 régulation est un système comprenant au moins un dispositif de reconnaissance de l'environnement extérieur au véhicule. Ce dispositif de reconnaissance peut par exemple comprendre des fonctions d'identification d'autres véhicules ou de panneaux routiers de signalisation ou encore des fonctions de géolocalisation du véhicule de 10 référence ou de conditions climatiques. Ces fonctions peuvent par exemple utiliser des informations issues de capteurs disposés sur le véhicule ou d'équipements de type GPS (en anglais « Global Positionning System ») ou GSM (en anglais « Global System for Mobile communications »). Ainsi, à l'étape 24 de calcul de l'accélération véhicule de confort 15 Aveh_conf, certaines situations peuvent être identifiées par le dispositif de reconnaissance et conduire à réduire les consignes de vitesse et d'accélération Vveh_cons_reg et Aveh_cons_reg du véhicule de référence, telles que par exemple : - lorsqu'un autre véhicule identifié en avant du véhicule de 20 référence est jugé trop proche ou roulant à une vitesse inférieure à la vitesse actuelle du véhicule de référence ; ou - lorsqu'à l'approche d'une intersection, on détecte un feu tricolore « au rouge » ou un panneau « stop » ou « cédez le passage » ; ou 25 - lorsqu'on identifie une forte pente descendante en avant du véhicule de référence ; ou - lorsqu'on identifie un panneau de limitation de vitesse correspondant à une réduction de la vitesse maximale autorisée. 30 D'autres situations peuvent être identifiées par le système de reconnaissance et conduire à augmenter les consignes de vitesse et d'accélération véhicule Vveh_cons_reg et Aveh_cons_reg, telles que par exemple : - lorsqu'on identifie un autre véhicule qui s'éloigne en avant du 35 véhicule de référence ou qui roule à une vitesse supérieure à la vitesse actuelle du véhicule de référence ; ou 3028584 8 - lorsqu'à l'approche d'une intersection, on détecte un feu tricolore « au vert » ; ou - lorsque qu'on identifie une forte pente ascendante en avant du véhicule de référence ; ou 5 - lorsqu'on identifie un panneau de limitation de vitesse correspondant à une augmentation de la vitesse maximale autorisée ; ou - lorsque le système de reconnaissance identifie que le véhicule s'introduit dans une voie rapide ou une autoroute. 10 A l'étape 26, on calcule le niveau d'accélération maximum de consigne Aveh_max_cons qui est disponible pour satisfaire aux consignes du système de régulation, en prenant la valeur maximum entre l'accélération véhicule maximum possible Aveh_max et l'accélération véhicule de confort Aveh_conf. 15 L'accélération maximum de consigne Aveh_max_cons est utilisée à une étape 28 suivante de calcul de l'accélération de consigne Aveh_cons. L'accélération de consigne Aveh_cons correspond au minimum entre la consigne d'accélération Aveh_ cons_reg du système de régulation et l'accélération maximum de consigne Aveh_max_cons. 20 L'accélération de consigne Aveh_cons est utilisée à une étape 30 suivante de conversion en couple, qui calcule une consigne de couple Ccons_RO à appliquer sur le train de roues RO pour obtenir l'accélération de consigne Aveh_cons demandée. La consigne de couple Ccons_ME de la machine électrique ME est également calculée à l'étape 30 de conversion en 25 couple, par exemple par un procédé de commande, connu de l'art antérieur, permettant d'optimiser la consommation en carburant du véhicule et tenant compte des capacités en couple du moteur thermique MT et de la machine électrique ME. Enfin la consigne de couple Ccons_ME de la machine électrique est 30 utilisée à une étape 32 de calcul de la consigne de tension Tcons de la courroie de la façade accessoire FA. Conformément à l'invention, à l'étape 32 de calcul de la consigne de tension Tcons, si la consigne de couple Ccons_ME de la machine électrique est comprise dans la plage de couple transmissible optimal [Cminopti ; 35 Cmaxopti] de la façade accessoire FA, la consigne de tension Tcons de la façade accessoire FA est égale à la tension optimale Topti permettant d'obtenir le rendement optimal nopti. Dans le cas contraire, la consigne de 3028584 9 tension Tcons est strictement supérieure à la tension optimale Topti et est calculée de façon à ce que la consigne de couple Ccons_ME de la machine électrique ME soit comprise dans la plage de couple de consigne [Cmincons ; Cmaxcons] de la façade accessoire FA. 5 Pour le calcul 32 de la consigne de tension Tcons, on peut par exemple appliquer une marge comprise entre 0 et +10% sur la consigne de couple Ccons_ME ou sur la consigne de tension Tcons. Ainsi, cette marge permet notamment de tenir compte de l'endommagement et/ou de la température de la courroie. 10 Ainsi, la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention permet d'anticiper les besoins de mise en tension de la façade accessoire pour transmettre le couple de la machine électrique et d'assurer un rendement optimal de la façade accessoire. REVENDICATIONS1. Procédé de commande d'une façade accessoire (FA) d'un véhicule automobile comportant un moteur thermique (MT) et une machine électrique (ME), - ladite façade (FA) comportant une courroie liant en rotation ledit moteur (MT) et ladite machine (ME) ; - ladite façade (FA) comportant en outre un moyen pour appliquer une tension de consigne (Tcons) de ladite courroie correspondant à une plage de couple transmissible de consigne [Cmincons ; Cmaxcons] de ladite courroie, - ladite courroie présentant une tension optimale (Topti) pour laquelle le rendement de transmission (nopti) est maximum et le couple transmissible (CFA) par ladite façade (FA) est compris dans une plage de couple transmissible optimal [Cminopti ; Cmaxopti] ; caractérisé en ce qu'il comporte des étapes successives consistant à : - calculer (30) une consigne de couple (Ccons_ME) de ladite machine électrique (ME) ; - calculer (32) la valeur de ladite tension de consigne (Tcons) de la façon suivante : - si ladite consigne de couple (Ccons_ME) est comprise dans ladite plage de couple transmissible optimal [Cminopti ; Cmaxopti], ladite tension de consigne (Tcons) est égale à ladite tension optimale (Topti) ; - si ladite consigne de couple (Ccons_ME) n'est pas comprise dans ladite plage de couple transmissible optimal [Cminopti ; Cmaxopti], ladite tension de consigne (Tcons) est strictement supérieure à ladite tension optimale (Topti) et telle que ladite consigne de couple (Ccons_ME) est comprise dans ladite plage de couple transmissible de consigne [Cmincons ; Cmaxcons]. 2. Procédé de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape consistant à calculer (22) une accélération maximale (Aveh_max) atteignable par ledit véhicule lorsque ladite courroie présente ladite tension optimale (Topti). 3. Procédé de commande selon la revendication 1 ou 2, ledit véhicule comportant en outre un système de régulation fournissant une consigne de vitesse (Vveh_cons_reg) et une consigne d'accélération (Aveh_cons_reg) du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une 3028584 11 étape consistant à calculer (24) une accélération véhicule de confort (Aveh_conf) fonction de cette consigne de vitesse (Vveh_cons_reg). 4. Procédé de commande selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape consistant à calculer (26) une 5 accélération maximum de consigne (Aveh_max_cons) du véhicule, en prenant la valeur maximum entre ladite accélération véhicule maximale (Aveh_max) et ladite accélération véhicule de confort (Aveh_conf). 5. Procédé de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite consigne de couple (Ccons_ME) 10 est fonction d'une accélération de consigne (Aveh_cons) du véhicule. 6. Procédé de commande selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comporte une étape consistant à calculer (28) ladite accélération de consigne (Aveh_cons) en prenant la valeur minimum entre ladite consigne d'accélération (Aveh_cons_reg) du système de régulation et ladite 15 accélération maximum de consigne (Aveh_max_cons). 7. Procédé de commande selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que ledit système de régulation est un système de contrôle de la vitesse du véhicule. 8. Procédé de commande selon l'une des revendications 3 à 6, 20 caractérisé en ce que ledit système de régulation est un système comprenant des moyens de reconnaissance de l'environnement extérieur au véhicule. 9. Procédé de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de reconnaissance de l'environnement extérieur 25 comprennent des fonctions d'identification d'autres véhicules ou des fonctions d'identification de panneaux routiers de signalisation ou des fonctions de géolocalisation du véhicule. 10. Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il comporte des moyens aptes à mettre en oeuvre un procédé selon l'une quelconque des 30 revendications précédentes.