Brevet FR3072066A1 — publié le 20190412

PROCÉDÉ D'ÉTABLISSEMENT D'UNE CONSIGNE DE RÉGIME MOTEUR EN PHASE DE DÉCOLLAGE DANS UN VÉHICULE ET DISPOSITIF METTANT EN OEUVRE LE PROCÉDÉ [001] L'invention concerne de manière générale le domaine des groupes motopropulseurs de véhicule comprenant un moteur thermique, un embrayage et une boîte de vitesse. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé d'établissement d'une consigne de régime moteur en phase de décollage dans un véhicule. L'invention se rapporte aussi à un dispositif d'établissement de consigne de régime moteur en phase de décollage dans lequel est mis en oeuvre le procédé susmentionné. [002] Dans les transmissions des véhicules, tels que les véhicules conventionnels, hybrides et hybrides rechargeables, le décollage est l'opération qui consiste à faire passer progressivement aux roues du véhicule un certain niveau du couple mécanique délivré par la source de puissance. [3] Ainsi, dans un véhicule hybride rechargeable comprenant un moteur thermique, un embrayage simple ou double, une boîte de vitesse reliant l'embrayage aux roues et une machine électrique attelée à la boîte de vitesse et alimentée par un stockeur d'énergie électrique, l'embrayage permet un découplage entre le moteur thermique, la machine électrique et les roues du véhicule. La transmission par glissement du couple mécanique du moteur thermique, assurée par l'embrayage, autorise une mise en coïncidence progressive du régime du moteur thermique et de celui de la machine électrique qui est reliée aux roues, sachant que le moteur thermique n'est exploitable qu'au-dessus de son régime de ralenti. [4] Pendant la phase de décollage, il est connu de réguler le régime du moteur thermique pour éviter tout risque de calage moteur, de transmettre un couple mécanique suffisant à l'arbre primaire de la boîte de vitesse au regard d'une consigne de couple et répondre à différentes contraintes telles que des niveaux acoustique et vibratoire maximum, la consommation, la pollution et l'agrément de conduite. La consigne de couple est déduite de l'action du conducteur sur la pédale d'accélération et est limitée par la performance en couple que peut fournir le moteur thermique. Une consigne de régime moteur, destinée à l'unité électronique de commande du moteur thermique dite « unité de contrôle moteur », est établie habituellement par calibration au regard de performances nominales du moteur thermique. 2 [5] FR2957645 décrit un système et un procédé de commande de la phase de décollage dans un véhicule motorisé. Il est divulgué un module de génération de la consigne de régime moteur dans lequel est prévue une cartographie qui reçoit en entrée des consignes en fonction de la vitesse du véhicule et de la position de la pédale d'accélération 5 et délivre en sortie une consigne de régime moteur. Cette consigne de régime moteur peut être lissée au moyen d'un filtre passe-bas qui est placé en sortie de la cartographie. [6] Des essais réalisés par l'entité inventive dans les véhicules actuels du type susmentionné ont permis de constater que le couple mécanique disponible à la roue en phase de décollage peut subir une dégradation notable dans certaines situations de vie de 10 ces véhicules. Ces situations se produisent lorsque les performances du moteur thermique se dégradent par exemple lorsque le véhicule circule dans des zones en altitude ou avec des températures chaudes ou froides qui s'éloignent des conditions nominales de fonctionnement. Il en résulte une capacité réduite à répondre à une consigne de couple du conducteur, ainsi qu'un risque de surchauffe de l'embrayage lié à l'augmentation de la durée 15 du décollage par manque de couple à la roue. [7] Il existe donc un besoin pour un procédé et un dispositif d'établissement de consigne de régime moteur en phase de décollage dans un véhicule qui ne présentent pas les inconvénients susmentionnés de la technique antérieure. [8] Selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé d'établissement d'une 20 consigne de régime moteur en phase de décollage dans un véhicule équipé d'un moteur thermique, d'un embrayage et d'une boîte de vitesse. Conformément à l'invention, la consigne de régime moteur en phase de décollage est adaptée en fonction d'une valeur pondérée du couple mécanique maximum que peut délivrer le moteur thermique selon les conditions de fonctionnement. 25 [009] Selon une caractéristique particulière, la valeur pondérée du couple mécanique maximum est déterminée à partir d'au moins l'un des paramètres et/ou grandeurs physiques suivants : - la pression atmosphérique, - l'altitude de la zone dans laquelle circule le véhicule, 30 - la température d'air d'admission du moteur thermique, - la température d'eau du moteur thermique, 3 - le niveau de cliquetis du moteur thermique. [0010] Selon une autre caractéristique particulière, au moins un desdits paramètres et/ou grandeurs physiques est obtenu par une mesure, une estimation, à travers un réseau de communication et/ou information radio et/ou par partage avec une stratégie de commande 5 présente dans ledit véhicule. [0011] Selon encore une autre caractéristique particulière, le réseau susmentionné est un réseau de type GPS. [0012] Selon un autre aspect, l'invention concerne également un dispositif d'établissement d'une consigne de régime moteur effective en phase de décollage d'un véhicule équipé d'un 10 moteur thermique, d'un embrayage et d'une boîte de vitesse, le dispositif comprenant un module de génération d'une première consigne de régime moteur correspondant à des conditions de fonctionnement nominales du moteur thermique. Conformément à l'invention, le dispositif comprend également au moins une cartographie fournissant une valeur pondérée du couple mécanique maximum que peut délivrer le moteur thermique en fonction 15 d'au moins un paramètre et/ou grandeur physique affectant le couple mécanique maximum et un module d'auto-adaptation de consigne de régime moteur établissant la consigne de régime moteur effective à partir d'un couple mécanique nominal associé à la première consigne de régime moteur et de la valeur pondérée de couple mécanique maximum . [0013] Selon une caractéristique particulière, ledit au moins un paramètre et/ou grandeur 20 physique comprend au moins un paramètre et/ou grandeur physique parmi : - la pression atmosphérique, - l'altitude de la zone dans laquelle circule le véhicule, - la température d'air d'admission du moteur thermique, - la température d'eau du moteur thermique, 25 - le niveau de cliquetis du moteur thermique. [0014] Selon d'autres aspects, l'invention concerne aussi un dispositif d'établissement d'une consigne de régime moteur en phase de décollage qui est obtenu par la mise en oeuvre du procédé décrit brièvement ci-dessus, et un véhicule comprenant le dispositif d'établissement de consigne de régime moteur selon l'invention. 4 [0015] D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-dessous de plusieurs modes de réalisation particuliers de l'invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la Fig.1 est bloc-diagramme simplifié montrant une forme de réalisation 5 particulière du dispositif d'établissement de consigne de régime moteur en phase de décollage selon l'invention ; - les Figs.2 et 3 montrent respectivement des courbes de régime et de couple mécanique en fonction du temps pendant la phase de décollage ; - la Fig.4 est un bloc-diagramme fonctionnel relatif au traitement d'auto-adaptation 10 de la consigne de régime moteur réalisé dans le procédé d'établissement de consigne de régime moteur en phase de décollage selon l'invention ; - la Fig.5 montre des courbes de couple moteur maximum en fonction du régime moteur pour des conditions de fonctionnement nominales et des conditions de fonctionnement dégradées ; et 15 - la Fig.6 montre une courbe de consigne nominale de régime moteur selon la technique antérieure et une courbe de consigne auto-adaptée de régime moteur selon l'invention. [0016] En référence à la Fig.1, il est maintenant décrit une forme de réalisation particulière 1 d'un dispositif d'établissement de consigne de régime moteur en phase de décollage selon 20 la présente invention. [0017] Comme montré à la Fig.1, le dispositif d'établissement de consigne de régime moteur en phase de décollage 1 coopère avec une unité de contrôle moteur 2. L'unité de contrôle moteur 2 a à charge la commande CD d'un groupe motopropulseur 3 du véhicule, à savoir ici, la commande d'un moteur thermique 30, d'un embrayage 31 de type simple ou 25 double et d'une boîte de vitesse automatisée 32. La boîte de vitesse 32 est couplée mécaniquement à l'embrayage 31 par son arbre primaire AP et à la roue de véhicule 4 par son arbre de sorte AS. L'embrayage 31 assure une transmission par glissement commandée du couple mécanique du moteur thermique 30 vers l'arbre primaire AP de la boîte de vitesse 32. La boîte de vitesse 32 est attelée ici avec une machine électrique tournante d'hybridation 30 320, au niveau de son arbre primaire AP, et comprend de manière classique des mécanismes à roues dentées 321 autorisant un ou plusieurs rapports de démultiplication. 5 [0018] L'unité de contrôle moteur 2 échange des informations de commande IC avec le dispositif d'établissement de consigne de régime moteur en phase de décollage 1. Ces informations de commande IC comprennent notamment une information PA de pédale d'accélérateur fournie au dispositif 1 par l'unité 2 et une consigne de régime moteur auto- 5 adaptée CRMA fournie par le dispositif 1 à l'unité 2. En phase de décollage, l'unité de contrôle moteur 2 ajuste les différents paramètres de fonctionnement du moteur thermique 30 de manière à obtenir un régime moteur RM asservi sur la consigne CRMA. [0019] Le dispositif d'établissement de consigne de régime moteur en phase de décollage 1 comprend notamment un module de génération de consigne nominale de régime moteur 10 10, un module d'auto-adaptation de consigne de régime moteur 11 et un ensemble de cartographies 12. [0020] Le module de génération de consigne nominale de régime moteur 10 fournit une consigne nominale de régime moteur CRMN. Le module 10 reçoit l'information de pédale d'accélérateur PA qui indique un niveau d'appui du conducteur sur la pédale d'accélération 15 du véhicule et déduit à partir de celle-ci une consigne de couple conducteur CTc (Fig.3) qui reflète une demande de couple à la roue de la part du conducteur. Le module 10 limite la consigne de couple conducteur CTc pour la garder inférieure à un couple moteur maximum TM« (Fig.3) que peut fournir le moteur thermique 2. Une ou plusieurs cartographies nominales CATI de l'ensemble de cartographies 12 est ensuite utilisée pour calibrer la 20 consigne nominale de régime moteur CRMN en fonction de la consigne de couple conducteur CTc et différentes contraintes liées aux niveaux acoustique et vibratoire maximum, à la consommation, la pollution, l'agrément de conduite et autres. [0021] Dans l'état de la technique, c'est une consigne nominale de régime moteur CRMN' (Fig.2), telle que la consigne CRMN, qui est fournie à l'unité de contrôle moteur 2 pour 25 l'asservissement du régime moteur RM pendant la phase de décollage. Les courbes des Figs.2 et 3 illustrent le fonctionnement de l'état de la technique obtenue dans les conditions de fonctionnement nominales en considérant que la consigne de contrôle moteur CRMN` est celle qui est fournie pour l'asservissement du régime moteur RM pendant la phase de décollage. 30 [0022] Dans les courbes de régime RPM (tr/mn) en fonction du temps t (s) de la Fig.2 : - RAP est le régime de l'arbre primaire AP, - CRMN` est la consigne de contrôle moteur qui est appliquée ici, et 6 - RM est le régime moteur obtenu, qui est asservi sur la consigne de contrôle moteur CRMN'. [0023] Dans les courbes de couple mécanique T (N.m) en fonction du temps t (s) de la Fig.3 : 5 - CTc est la consigne de couple conducteur, - IMmx est le couple moteur maximum, - TM est le couple moteur effectif qui est fourni par le moteur thermique 30, - TE est le couple disponible en sortie de l'embrayage 31. [0024] Comme le montre la Fig.3, dans l'état de la technique avec les conditions de 10 fonctionnement nominales, le couple TE disponible en sortie par l'embrayage 31 est correctement asservi sur la consigne de couple conducteur CTc. [0025] A la Fig.5, il est montré la dégradation du couple moteur maximum In« fourni par le moteur thermique 30 en fonction du régime moteur RM, entre les conditions de fonctionnement nominales et des conditions de fonctionnement dégradées. Les courbes CN 15 et CD correspondent respectivement aux conditions de fonctionnement nominales et aux conditions de fonctionnement dégradées. [0026] A la Fig.3, il est montré un couple moteur maximum dégradé TMDmx du moteur thermique 30 et un couple dégradé TDE disponible en sortie de l'embrayage 31, qui sont ceux obtenus dans l'état de la technique avec les conditions de fonctionnement dégradées. 20 Le couple TDE disponible en sortie de l'embrayage 31 est alors limité par le couple moteur maximum dégradé TMDmx que peut fournir le moteur thermique 30 et est ici bien inférieur à la consigne de couple conducteur CTc. [0027] Dans la présente l'invention, par rapport à l'état de la technique, il est prévu des moyens supplémentaires sous la forme du module d'auto-adaptation de consigne de régime 25 moteur 11 et d'une ou plusieurs cartographies supplémentaires CAT2 incluses dans l'ensemble de cartographies 12. [0028] En référence à la Fig.1, des informations de conditions de fonctionnement, représentées par différents paramètres ou grandeurs physiques COND qui affectent le couple mécanique maximum que peut fournir le moteur thermique 30, sont fournies en 7 entrée à la cartographie CAT2. Ainsi, un ou plusieurs des paramètres/grandeurs physiques COND suivants pourront être utilisés pour déterminer une valeur pondérée du couple mécanique maximum que peut fournir le moteur thermique 30 à l'instant considéré : - la pression atmosphérique, 5 - l'altitude de la zone dans laquelle circule le véhicule, - la température d'air d'admission du moteur thermique 30, - la température d'eau du moteur thermique 30, - le niveau de cliquetis du moteur thermique 30, et - autres paramètres. 10 [0029] Il pourra être fait appel à des capteurs et/ou des estimateurs spécifiques pour mesurer ou estimer les paramètres/grandeurs physiques COND qui ne sont pas inclus dans ceux déjà disponibles à bord du véhicule et utilisés pour d'autres stratégies, notamment celles exécutées par l'unité de contrôle moteur 2. Des informations apportées par un ou plusieurs réseaux communication ou information radio, tels que le réseau, pourront aussi 15 être utilisées pour déterminer des valeurs de paramètres/grandeurs physiques COND. [0030] Le procédé d'établissement de consigne de régime moteur en phase de décollage selon l'invention est décrit ci-dessous en référence plus particulièrement aux Figs.4 à 6. A la Fig.4, le bloc fonctionnel B11 correspond au traitement du module d'auto-adaptation de consigne de régime moteur 11 et les blocs fonctionnels B121 et 122 correspondent à 20 l'ensemble de cartographies 12. [0031] Le procédé selon l'invention introduit une auto-adaptation de la consigne de régime moteur au moyen du module d'auto-adaptation de consigne de régime moteur 11 et de l'ensemble de cartographies 12. Le traitement d'auto-adaptation de la consigne de régime moteur effectué conformément au procédé de l'invention est décrit ci-dessous pour une 25 consigne nominale de régime moteur CRMNtP délivrée par le module de génération de consigne nominale de régime moteur 10 à un temps tp montré à la Fig.6. [0032] La consigne nominale de régime moteur CRMNtP est disponible dans les blocs fonctionnels B11 et B121. 8 [0033] Dans le bloc B121, la courbe CN donne le couple moteur maximum nominal IMNmx (Fig.5) en fonction du régime moteur RPM dans les conditions de fonctionnement nominales. La courbe CN est obtenue à partir des cartographies CATI. Comme montré à la Fig.5, un couple moteur maximum nominal TMNmx_tp, correspondant à la consigne nominale de régime 5 moteur CRMNtp, est donné par la courbe CN. [0034] Les cartographies CAT2 fournissent la courbe CD qui est adaptée aux conditions de fonctionnement dégradées du moteur thermique 30 au temps tp. Les paramètres/grandeurs physiques COND qui s'appliquent au temps tp permettent de déterminer la courbe CD adaptée. La courbe CD fournit une valeur pondérée TMDmx représentative du couple moteur 10 maximum dégradé (Fig.5) en fonction du régime moteur RPM. Dans la courbe CD, il est déterminé un point de fonctionnent Ptp (Fig.5 et bloc B110) pour lequel le moteur thermique 30 fonctionnant dans les conditions dégradées est capable de fournir une valeur pondérée de couple moteur maximum dégradé TMDmx-tp égale au couple moteur maximum nominal TMNmx-tp. La valeur pondérée de couple moteur maximum dégradé TMDmx-tp est obtenue 15 pour un régime moteur CRMDtp. Conformément au procédé de l'invention, comme montré bloc B111 et à la Fig.6, le régime moteur CRMDtp est affecté à la consigne de régime moteur auto-adaptée CRMAtp qui est fournie à l'unité de contrôle moteur 2. Il est ainsi possible de conserver dans les conditions de fonctionnement dégradées un couple en sortie de l'embrayage 31 qui est le proche que celui disponible dans les conditions de fonctionnement 20 nominales. [0035] Dans l'exemple de réalisation qui a été décrit ici, le dispositif d'établissement de consigne de régime moteur en phase de décollage 1 selon l'invention a été décrit comme un dispositif séparé de l'unité de contrôle moteur 2. Bien entendu, le dispositif 1, qui est implémentable sous la forme d'un module logiciel, pourra dans certaines applications être 25 intégré dans l'unité de contrôle moteur 2. [0036] L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation particuliers qui ont été décrits ici à titre d'exemple. L'homme du métier, selon les applications de l'invention, REVENDICATIONS1. Procédé d'établissement d'une consigne de régime moteur en phase de décollage dans un véhicule équipé d'un moteur thermique (30), d'un embrayage (31) et d'une boîte de vitesse (32), caractérisé- en ce que ladite consigne de régime moteur en phase de décollage (CRMA) est adaptée en fonction d'une valeur pondérée du couple mécanique maximum que peut délivrer ledit moteur thermique (30) selon les conditions de fonctionnement (COND). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite valeur pondérée de couple mécanique maximum est déterminée à partir d'au moins l'un des paramètres et/ou grandeurs physiques suivants : - la pression atmosphérique, - l'altitude de la zone dans laquelle circule ledit véhicule, - la température d'air d'admission dudit moteur thermique, - la température d'eau dudit moteur thermique, - le niveau de cliquetis dudit moteur thermique. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins un desdits paramètres et/ou grandeurs physiques est obtenu par une mesure, une estimation, à travers un réseau de communication et/ou information radio et/ou par partage avec une stratégie de commande présente dans ledit véhicule. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit réseau est un réseau de type GPS. 5. Dispositif d'établissement d'une consigne de régime moteur effective en phase de décollage d'un véhicule équipé d'un moteur thermique (30), d'un embrayage (31) et d'une boîte de vitesse (32), ledit dispositif comprenant un module de génération (10) d'une première consigne de régime moteur (CRMN) correspondant à des conditions de fonctionnement nominales dudit moteur thermique (30), caractérisé en ce qu'il comprend également au moins une cartographie fournissant une valeur pondérée du couple mécanique maximum (CD) que peut délivrer ledit moteur 10 thermique (30) en fonction d'au moins un paramètre et/ou grandeur physique (COND) affectant ledit couple mécanique maximum et un module d'auto-adaptation de consigne de régime moteur (11) établissant ladite consigne de régime moteur effective (CRMA) à partir d'un couple mécanique nominal (CN) associé à ladite 5 première consigne de régime moteur (CRMN) et de ladite valeur pondérée de couple mécanique maximum (CD). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit au moins un paramètre et/ou grandeur physique comprend au moins un paramètre et/ou grandeur physique parmi : 10 - l'altitude de la zone dans laquelle circule ledit véhicule, - la température d'air d'admission dudit moteur thermique, - la température d'eau dudit moteur thermique, - le niveau de cliquetis dudit moteur thermique. 7. Véhicule équipé d'un moteur thermique (30), d'un embrayage (31) et d'une boîte de 15 vitesse (32), caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'établissement de consigne de régime moteur en phase de décollage (1) selon l'une quelconque des revendications 5 à 6.