Brevet FR3069223A1 — publié le 20190125

- 1 - PROCÉDÉ DE GESTION D'UNE CHAÎNE DE TRACTION D'UN VÉHICULE AUTOMOBILE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention se rapporte à un procédé de gestion d'une chaîne de traction 5 d'un véhicule automobile. ARRIÈRE-PLAN TECHNIQUE DE L'INVENTION Dans un véhicule automobile, il devient primordial d'optimiser la consommation d'énergie du véhicule automobile. En effet, entre la raréfaction et le prix des énergies fossiles, la réglementation des émissions polluantes et la complexité des chaînes de 10 traction, il devient difficile de pouvoir piloter un véhicule automobile de manière optimale. Plus particulièrement, s'agissant des véhicules automobiles à motorisation électrique, l'autonomie est un enjeu fort qui requiert une gestion optimale de l'énergie disponible. RÉSUME DE L'INVENTION L'invention a pour but de proposer un procédé de gestion d'une chaîne de traction 15 d'un véhicule automobile permettant de mieux prédire le comportement du bandage pneumatique pour aider à optimiser la consommation d'énergie du véhicule automobile. A cet effet, l'invention se rapporte à un procédé de gestion d'une chaîne de traction d'un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : a) déterminer un coefficient de résistance au roulement prédictif d'au moins un 20 bandage pneumatique du véhicule automobile ; b) adapter le fonctionnement de la chaîne de traction en fonction du coefficient de résistance au roulement prédictif afin notamment d'optimiser la consommation d'énergie du véhicule automobile. Avantageusement selon l'invention, le procédé permet de déterminer l'évolution future 25 du coefficient de résistance au roulement d'un bandage pneumatique intégré à un véhicule automobile. Ce coefficient de résistance au roulement prédictif est une nouvelle valeur qui peut être particulièrement utile à différents systèmes de contrôle d'un véhicule automobile. Avantageusement selon l'invention, le procédé permet notamment de piloter la chaîne 30 de traction du véhicule automobile plus finement en disposant de l'évolution future du coefficient de résistance au roulement de chaque bandage pneumatique par exemple pour déterminer quand changer les rapports d'une boîte de vitesses, pour adapter le couple soumis au bandage pneumatique pour la régulation de vitesse, pour adapter le mouvement d'un embrayage piloté et plus généralement optimiser le fonctionnement du 35 véhicule automobile. - 2 - De plus, dans le cas d'un véhicule automobile hybride comportant plusieurs sources d'énergie, il est particulièrement utile de se servir de l'évolution future du coefficient de résistance au roulement des bandages pneumatiques afin de déterminer quelle source d'énergie doit être utilisée et/ou rechargée et selon quel pilotage. De manière connexe, il devient également possible de mieux connaître l'autonomie des sources d'énergie utilisées et de pouvoir mieux informer l'utilisateur du véhicule automobile. Selon d'autres caractéristiques optionnelles de réalisation de l'invention : l'étape a) est réalisée à partir d'au moins une valeur parmi la pression, la température, la charge et la vitesse de rotation du bandage pneumatique, et des données caractéristiques du bandage pneumatique ; l'étape a) prend également en compte la température ambiante où se trouve le bandage pneumatique ; l'étape a) est réalisée à partir de l'équation : Crr(t)= Crrstab(T amb , C, P, V) - [1 + k - (T(t)- Tstab)1 dans laquelle Custab correspond à la valeur de coefficient de résistance au roulement minimale, T correspond à la température interne du bandage pneumatique, T stab correspond à température interne stabilisée du pneu au point de fonctionnement C, P, V, T amb et k correspond au coefficient de sensibilité de la résistance au roulement par rapport à la température ; l'étape a) prend également en compte l'usure du bandage pneumatique ; l'étape a) est réalisée même quand le véhicule automobile est immobile ; l'étape a) est réalisée tant que la température du bandage pneumatique mesurée lors de l'étape a) est supérieure à une température de référence ; la température de référence est supérieure ou égale à la température ambiante où se trouve le bandage pneumatique ; l'adaptation de l'étape b) prend également en compte une variation prédictive d'altitude du véhicule automobile ; l'adaptation de l'étape b) prend également en compte une variation prédictive de la vitesse du véhicule automobile ; l'étape b) adapte le fonctionnement d'une boîte de vitesses et/ou d'un moteur de la chaîne de traction. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres particularités et avantages ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un véhicule automobile utilisant un procédé - 3 - de gestion d'une chaîne de traction selon l'invention ; - la figure 2 est une vue partielle en coupe d'un exemple de bandage pneumatique surveillé par le procédé selon l'invention ; - la figure 3 est un schéma fonctionnel d'un procédé de gestion d'une chaîne de 5 traction selon l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'AU MOINS UN MODE DE RÉALISATION DE L'INVENTION Sur les différentes figures, les éléments identiques ou similaires portent les mêmes références, éventuellement additionné d'un indice. La description de leur structure et de 10 leur fonction n'est donc pas systématiquement reprise. Par « bandage pneumatique », on entend tous les types de bandages élastiques soumis à une pression interne. Par « bande de roulement », on entend une quantité de matériau caoutchoutique délimitée par des surfaces latérales et par deux surfaces principales dont l'une, appelée 15 surface de roulement, est destinée à entrer en contact avec une chaussée lorsque le pneumatique roule. L'invention s'applique à tout type de bandage pneumatique, notamment ceux destinés à équiper des véhicules à moteur de type tourisme, SUV (« Sport Utility Vehicles »), deux roues (notamment motos), avions, véhicules industriels choisis parmi camionnettes, 20 "Poids-lourds" - c'est-à-dire métro, bus, engins de transport routier (camions, tracteurs, remorques), véhicules hors-la-route tels qu'engins agricoles ou de génie civil -, ou autres véhicules de transport ou de manutention. Dans tout ce qui suit, les termes d'orientation s'entendent par rapport au repère orthogonal pris en référence au sens de déplacement normal d'un véhicule automobile 1, représenté sur la figure 1 et dans lequel on distingue : - un axe longitudinal X, horizontal s'étendant de l'arrière vers l'avant ; - un axe transversal Y, horizontal s'étendant de la droite vers la gauche ; et - un axe vertical Z, s'étendant du bas vers le haut. Le terme « horizontal » est défini par rapport au plan XY, le terme « vertical » est défini par rapport au plan XZ ou YZ. L'invention se rapporte à un procédé de gestion d'une chaîne de traction d'un véhicule automobile comportant une étape de détermination du coefficient de résistance au 25 roulement d'un (ou plusieurs) bandage(s) pneumatique(s). En effet, il a été trouvé qu'a partir de la mesure de l'état d'un bandage pneumatique, il était possible de déterminer l'évolution future du coefficient de résistance au roulement du bandage pneumatique. Or, avantageusement selon l'invention, ce type d'information n'est actuellement pas disponible alors qu'elle permet de pouvoir mieux gérer par exemple l'énergie d'un 4 véhicule automobile. On comprend en effet que la chaîne de traction du véhicule automobile peut être pilotée plus finement en disposant de cette information par exemple pour déterminer quand changer les rapports d'une boîte de vitesses, pour adapter le couple soumis au 5 bandage pneumatique pour la régulation de vitesse, pour adapter le mouvement d'un embrayage piloté et plus généralement optimiser le fonctionnement du véhicule automobile. En outre, dans le cas d'un véhicule automobile hybride comportant plusieurs sources d'énergie comme par exemple électrique, pneumatique ou thermique, il est 10 particulièrement utile de se servir de la future évolution du coefficient de résistance au roulement du bandage pneumatique afin de déterminer quelle source d'énergie doit être utilisée et/ou rechargée et selon quel pilotage. De manière connexe, il devient également possible de mieux connaître l'autonomie des sources d'énergie utilisées et de pouvoir mieux informer l'utilisateur du véhicule automobile. 15 A titre nullement limitatif, pour les véhicules automobiles hybrides, il est parfois utilisé une stratégie du type ECMS (abréviation provenant des termes anglais « Equivalent Consumption Minimization Strategy »). C'est une stratégie de commande en temps réel basée sur la théorie de la commande optimale. Elle consiste à considérer l'accumulateur électrique du véhicule automobile comme un réservoir de carburant auxiliaire, et à choisir 20 la commande qui minimise l'énergie totale prélevée aux deux réservoirs. On utilise un coefficient agissant comme un variateur du prix de l'énergie électrique. Plus il est grand, plus l'énergie électrique coûte cher à utiliser, et plus il sera intéressant d'en récupérer (en faisant de la régénération). Plus il est faible, et plus l'énergie électrique est peu chère, donc intéressante à utiliser conjointement avec le moteur thermique, ou bien seule. Il est 25 donc immédiat que ce coefficient est influencé par la quantité d'énergie récupérable lors notamment lors des freinages qui dépend de la résistance au roulement des bandages pneumatiques au moment du pilotage. Avantageusement selon l'invention, il a été trouvé que le coefficient de résistance au roulement des bandages pneumatiques, et donc la consommation d'un véhicule 30 automobile, varie notamment en fonction de la vitesse de rotation du bandage pneumatique, de la température du bandage pneumatique, de la charge du bandage pneumatique et de la pression du bandage pneumatique. L'étude a en effet révélé que le coefficient de résistance au roulement d'un bandage pneumatique diminue entre son état à froid et son état à chaud jusqu'à une valeur 35 minimale propre au bandage pneumatique en fonction des caractéristiques ci-dessus. Ainsi, plus la vitesse et/ou plus le temps de roulage est élevé, plus le coefficient de résistance au roulement va se rapprocher rapidement de sa valeur minimale. - 5 - Comme illustré à titre d'exemple à la figure 2, un bandage pneumatique 10 comprend une structure 12 et une bande de roulement 14. La structure 12 comprend une armature centrale 16 prolongée par deux flancs extérieurs F et deux bourrelets B parfois appelés zones basses. Un seul flanc F et un seul bourrelet B sont représentés sur la figure 2. La 5 bande de roulement 14 et l'armature centrale 16 de la structure 12 forment un sommet S du bandage pneumatique 10. Deux tringles 18 (une seule est représentée) sont noyées dans les bourrelets B. Les deux tringles 18 sont agencées symétriquement par rapport à un plan radial médian M du bandage pneumatique 10. Chaque tringle 18 est de révolution autour d'un axe de 10 référence. Cet axe de référence, sensiblement parallèle à la direction Y, est sensiblement confondu avec un axe de révolution du bandage pneumatique 10. La bande de roulement 14 comprend des sculptures 20. L'armature 16 comprend des nappes métalliques 26, 28 et 30 noyées dans des masses de gomme 32 et 34. Une masse de gomme 36 s'étend radialement du sommet S jusqu'au niveau de la tringle 18 15 du bourrelet B en délimitant une surface extérieure 37 du flanc F et du bourrelet B. De plus, dans l'exemple décrit, le bourrelet B comprend une nappe annulaire 38 constituée de renforts métalliques inclinés par rapport à la direction circonférentielle Le bandage pneumatique 10 comprend également une nappe de gomme intérieure étanche 40 ainsi qu'une nappe carcasse 42. Ces nappes 40 et 42 sont de forme générale 20 toroïdale et sont toutes deux coaxiales aux tringles 18. Les nappes 40 et 42 s'étendent entre les deux tringles annulaires 18 du bandage pneumatique 10 en passant par le sommet S. La nappe carcasse 42 s'enroule autour des tringles 18 grâce à ses extrémités 44 formant chacune un retournement sur une des tringles 18. La nappe 40 présente une surface interne 43 destinée à être en contact avec l'air contenu à l'intérieur du bandage 25 pneumatique 10. Le bourrelet B comprend également une masse de gomme de protection 46 annulaire destinée à permettre, en partie, l'accrochage radial et axial du bandage pneumatique 10 sur une jante. Le bourrelet B du bandage pneumatique 10 comprend également des masses de gomme 48, 50 de bourrage d'un volume V compris entre la nappe carcasse 30 42 et la masse 36. On comprend donc que chaque bandage pneumatique 10 comporte ses propres données caractéristiques suivant son architecture et ses matériaux utilisés. Le coefficient de résistance au roulement d'un bandage pneumatique 10 sera donc déduit grâce à des mesures préalables du bandage pneumatique 10 sur des bancs d'essai et/ou des 35 simulations en faisant varier les conditions de roulage pour obtenir, par exemple, des modèles en éléments finis thermomécaniques. L'invention se rapporte à un procédé de gestion d'une chaîne de traction 3 d'un - 6 - véhicule automobile 1 comportant une première étape a) destinée à déterminer le coefficient de résistance au roulement prédictif Crr d'au moins un bandage pneumatique 10 du véhicule automobile 1 et une étape b) destinée à adapter le fonctionnement de la chaîne de traction 3 en fonction du coefficient de résistance au roulement prédictif Crr 5 afin d'optimiser la consommation d'énergie du véhicule automobile 1. L'étape a) est réalisée à partir d'au moins une valeur parmi la pression P, la température T, la charge C et la vitesse V de rotation du bandage pneumatique 10. Cette étape a) peut être par exemple réalisée à l'aide d'un système 51 de surveillance muni d'un dispositif 53 de mesure de l'état du bandage pneumatique 10 agencé pour 10 déterminer au moins une valeur parmi la pression, la température, la charge et la vitesse de rotation du bandage pneumatique 10. Un tel dispositif 53 de mesure peut par exemple comporter au moins un élément 52 de détection monté dans le bandage pneumatique 10. A titre d'exemple illustré à la figure 1, le véhicule automobile 1 peut ainsi comporter un dispositif de mesure 53 comprenant un élément 521, 522, 523, 524 de détection dans 15 chaque bandage pneumatique 101, 102, 103, 104. De tels éléments de détection 52 pourraient être par exemple du type TMS (abréviation provenant des termes anglais « Tire Mounted System ») et être chacun attaché contre la surface interne 43 d'un bandage pneumatique 10 comme divulgué à titre d'exemple dans le document EP 0 887 211. Bien entendu, le dispositif de mesure 53 peut également recueillir des 20 mesures déjà accessibles par le véhicule automobile 1 comme, par exemple, la température ambiante T'b, la charge Cet la vitesse V du véhicule automobile 1. L'étape a) peut ensuite calculer le coefficient de résistance au roulement prédictif Crr en fonction de ces données. On comprend donc que l'étape b) peut par exemple déterminer le coefficient de résistance au roulement prédictif Crr à partir des modèles en 25 éléments finis thermomécaniques du bandage pneumatique 10 expliqués ci-dessus au moyen, éventuellement, d'itérations successives afin d'offrir une valeur la plus fine possible. Cette détermination du coefficient de résistance Crr peut également être réalisée par comparaison avec une loi connue de comportement, sur la base de mesures physiques. Bien entendu, les modèles en éléments finis thermomécaniques peuvent 30 prendre en compte d'autres valeurs comme, par exemple, la température ambiante extérieure T'b ou le taux d'usure du bandage pneumatique 10. Ce calcul peut être obtenu à l'aide d'un module 55 de surveillance agencé pour recevoir les données mesurées par le dispositif 53 de mesure de l'état du bandage pneumatique 10. Le module 55 de surveillance peut comporter un élément d'acquisition 35 des données du dispositif 53 de mesure de l'état de chaque bandage pneumatique 10. Plus particulièrement, le module 55 de surveillance peut comporter un élément d'acquisition capable de recevoir les données de chaque élément 52 de détection de - 7 - manière filaire ou par communication sans fil. Le système 51 de surveillance peut en outre comporter un module 57 de prédiction agencé pour estimer le coefficient de résistance au roulement prédictif Crr du bandage pneumatique 10. L'étape a) pourrait donc être réalisée par le module 57 de prédiction à 5 l'aide d'un élément 56 de stockage des caractéristiques du bandage pneumatique 10, d'un élément 61 de calcul des données du module 55 de surveillance par rapport à celles de l'élément 56 de stockage des caractéristiques du bandage pneumatique 10 permettant de déterminer l'évolution future du coefficient de résistance au roulement du bandage pneumatique. Chaque calcul peut ensuite être enregistré sur un élément 58 de 10 stockage pour connaître l'historique des calculs et alimenter par exemple des données massives externes au véhicule automobile 1. En effet, on comprend donc qu'au bout d'un certain temps, le système 51 de surveillance comporte une compilation de valeurs du coefficient de résistance au roulement prédictif Crr enregistrées dans l'élément 58 de stockage qui permet de suivre l'évolution des valeurs estimées du coefficient de 15 résistance au roulement de chaque bandage pneumatique 10 au cours du temps. Bien entendu, les éléments utilisés tels que l'élément 56 de stockage des caractéristiques du bandage pneumatique 10 ou l'élément 58 de stockage ne sont pas nécessairement monté sur le véhicule mais pourrait être déporté physiquement, c'est-à-dire communiquer avec le véhicule automobile depuis un autre endroit. À titre d'exemple, 20 l'élément 56 de stockage des caractéristiques du bandage pneumatique 10 et/ou l'élément 58 de stockage de l'historique des calculs pourrait ainsi appartenir à un serveur interrogeable à distance par un système télématique du véhicule automobile 1. A titre nullement limitatif, l'étape a) pourrait être réalisée par l'élément 61 de calcul à partir de l'équation : Crr(t)= Crrstab(Tamb , C, P, V) - [1 k - (T(t)- Tstab)] 25 Dans laquelle : Crrstab correspond à la valeur de coefficient de résistance au roulement minimale du bandage pneumatique 10; T correspond à la température interne du bandage pneumatique ; Tstab correspond à température interne stabilisée du pneu au point de fonctionnement 30 C, P, V, Tamb ; k correspond au coefficient de sensibilité de la résistance au roulement par rapport à la température. Bien entendu, l'étape a) peut prendre en compte d'autres valeurs comme, par exemple, la variation d'altitude et/ou la variation de la limite de vitesse réglementaire 35 et/ou l'historique d'usure du bandage pneumatique déjà accessibles par le véhicule automobile 1 in situ ou par interrogation d'un serveur distant. Par conséquent, l'élément -8- 61 de calcul pourrait prendre en compte d'autres valeurs comme, par exemple, la variation d'altitude et/ou la variation de la limite de vitesse réglementaire fourni par le dispositif de géolocalisation 63 et/ou un élément 60 de stockage de l'historique d'usure de chaque bandage pneumatique 10 d'un dispositif de mesure (non représenté) de 5 l'usure de chaque bandage pneumatique 10 déjà accessibles par le véhicule automobile 1. Selon un avantage du procédé de gestion selon l'invention illustré à la figure 3, on comprend que le coefficient de résistance au roulement prédictif Crr peut être estimé même lorsque le bandage pneumatique 10 est immobile, c'est-à-dire quand le véhicule 10 automobile 1 est à l'arrêt. Le coefficient de résistance au roulement prédictif Crr augmentera donc pendant la durée d'immobilisation ou de stationnement. Avantageusement selon l'invention, il est possible de déterminer finement l'évolution future du coefficient de résistance au roulement d'un bandage pneumatique 10. En effet, on en déduit immédiatement l'avantage de l'invention qui prend en compte le coefficient 15 de résistance au roulement prédictif Crr notamment après une immobilisation du bandage pneumatique 10 suite à un roulage de plusieurs heures. Ainsi, au lieu de considérer le bandage pneumatique 10 comme froid suite à son immobilisation, c'est-à-dire quand le véhicule automobile 1 s'est arrêté, le procédé permet avantageusement de prendre en compte le coefficient de résistance au roulement prédictif Crr qui est 20 beaucoup plus proche de la réalité. Préférentiellement, l'étape a) est réalisée tant que la température du bandage pneumatique (10) mesurée lors de l'étape a) est supérieure à une température de référence prédéterminée. Préférentiellement, la température de référence est supérieure ou égale à la température ambiante externe Tamb comme, par exemple, égale à Tamb 25 10°C. Avantageusement selon l'invention, le procédé permet de piloter la chaîne de traction 3 du véhicule automobile 1 via le dispositif 5 de contrôle de la chaîne de traction 3 plus finement en disposant de l'évolution future du coefficient de résistance au roulement de chaque bandage pneumatique 10 par exemple pour déterminer quand changer les 30 rapports d'une boîte de vitesses 2, pour adapter le couple soumis au bandage pneumatique 10 pour la régulation de vitesse du véhicule automobile 1, pour adapter le mouvement d'un embrayage piloté et plus généralement optimiser le fonctionnement du véhicule automobile 1. De plus, dans le cas d'un véhicule automobile hybride comportant plusieurs sources 35 d'énergie comme par exemple thermique, pneumatique et/ou électrique, il est particulièrement utile de se servir du coefficient de résistance au roulement prédictif Crr de chaque bandage pneumatique 10 afin de déterminer quelle source d'énergie doit être - 9 - utilisée et/ou rechargée et selon quel pilotage par le dispositif 5 de contrôle de la chaîne de traction 3. De manière connexe, il devient également possible de mieux connaître l'autonomie des sources d'énergie utilisées et de pouvoir mieux informer l'utilisateur du véhicule automobile 1. 5 L'invention n'est pas limitée aux exemples présentés et d'autres variantes apparaîtront clairement à l'homme du métier. Il est notamment possible de réaliser les procédés à l'aide d'un flux indirect de l'information via un serveur où sont pratiqués des traitements statistiques sur l'historique de l'information et une analyse de données massives qui permettraient de traiter la 10 problématique d'évolution de la résistance au roulement avec l'usure en utilisant des sources d'information à distance. A titre d'exemple, un traitement des données massives avec une gestion de l'historique pourrait être réalisé pour intégrer les effets de l'usure des pneus sur la valeur du coefficient de résistance au roulement minimale, également appelé stabilisée, couplé à l'utilisation d'un dispositif extérieur au véhicule automobile 1 15 de mesure de l'usure REVENDICATIONS1. Procédé de gestion d'une chaîne de traction (3) d'un véhicule automobile (1), caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : a) déterminer un coefficient de résistance au roulement prédictif (Crr) d'au moins un 5 bandage pneumatique (10) du véhicule automobile (1) ; b) adapter le fonctionnement de la chaîne de traction (3) en fonction du coefficient de résistance au roulement prédictif (Crr) afin notamment d'optimiser la consommation d'énergie du véhicule automobile (1). 2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'étape a) est réalisée à 10 partir d'au moins une valeur parmi la pression (P), la température (7), la charge (C) et la vitesse (V) de rotation du bandage pneumatique (10), et des données caractéristiques du bandage pneumatique (10). 3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'étape a) prend également en compte la température ambiante (Tamb) où se trouve le bandage pneumatique (10). 15 4. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'étape a) est réalisée à partir de l'équation : Crr(t)= Crrstab(Tamb,C,P,V)- [1 + k - (T(t)- Tstab)] dans laquelle : Crrstab correspond à la valeur de coefficient de résistance au roulement minimale ; T correspond à la température interne du bandage pneumatique ; 20 Tstab correspond à température interne stabilisée du pneu au point de fonctionnement C, P, V, Tamb ; k correspond au coefficient de sensibilité de la résistance au roulement par rapport à la température. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel l'étape a) 25 prend également en compte l'usure du bandage pneumatique (10). 6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel l'étape a) est réalisée quand le véhicule automobile est immobile. 7. Procédé selon l'une des revendications 2 à 6, dans lequel l'étape a) est réalisée tant que la température du bandage pneumatique (10) mesurée lors de l'étape a) est 30 supérieure à une température de référence. 8. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la température de référence est supérieure ou égale à la température ambiante (Tamb) où se trouve le bandage pneumatique (10). 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'adaptation de 35 l'étape b) prend également en compte une variation prédictive d'altitude du véhicule automobile (1). 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'adaptation de l'étape b) prend également en compte une variation prédictive de la vitesse du véhicule automobile (1). 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape b) adapte le fonctionnement d'une boîte de vitesses (2) de la chaîne de traction (3). 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape b) adapte le fonctionnement d'un moteur (4) de la chaîne de traction (3).