Brevet FR3086362A1 — publié le 20200327

Description Titre de l'invention : PROCEDE DE SELECTION D'UN ETAT DE CHAINE CINEMATIQUE EN FONCTION DE CONTRAINTES D'ACCELERATION [moi La présente invention se rapporte au contrôle des chaînes cinématiques de véhicules, en particulier de véhicules hybrides, disposant de plusieurs états impliquant la transmission du couple d'une ou plusieurs machines de traction en direction des roues du véhicule, sur différents rapports de démultiplication. [0002] Plus précisément, elle a pour objet un procédé de sélection d'une cible d'état de chaîne cinématique par la transmission d'un groupe motopropulseur de véhicule. [0003] Cette invention trouve une application privilégiée, mais non limitative, sur des trans- missions de véhicule hydride regroupant le mouvement de plusieurs sources de traction, sur des rapports de démultiplication propres, en direction des roues des véhicule. Elle s'applique cependant dans des conditions analogues, sur tout véhicule équipé d'une transmission automatique à rapports discrets. [0004] Sur un véhicule équipé d'une transmission automatique à rapports discrets, qu'il soit électrique/hybride ou thermique, la fonction logicielle du choix d'un état de chaîne cinématique comme cible, peut être définie comme une combinaison de(s) coupleur(s) et de réducteur(s) spécifiques à une architecture véhicule donnée. Cet état cible est « choisi » ou sélectionné, puis établi, ou « réalisé » par la transmission, à l'issue d'une ou plusieurs opérations modifiant la combinaison de coupleurs impliqués. La transmission automatique prend en considération un certain nombre de contraintes, dans le choix de sa cible. [0005] Ces contraintes peuvent être : - des contraintes de fiabilité (régimes minimal/maximal des organes de traction), des contraintes de confort acoustique (bruits, vibrations, chocs), des contraintes de sens de marche (Marche avant, Marche Anière, Parking, etc.). [0006] Une contrainte de premier ordre dans le choix d'un état de chaîne cinématique comme cible, est la performance. Cette contrainte garantit que l'état choisi permette de répondre à la charge du groupe motopropulseur requise, soit par le conducteur au travers de sa pédale d'accélération, soit par une autre fonction logicielle (régulateur de vitesse, etc.). [0007] Par la publication FR 2 992 040, on connaît un procédé dédié au contrôle d'une boîte de vitesses automatisée d'un véhicule muni d'un groupe motopropulseur et d'un régulateur de vitesse. Il consiste à déterminer le rapport à engager dans la boîte, en fonction de l'accélération maximale sur ce rapport, de la vitesse de déplacement du I véhicule, et de la consigne de vitesse programmée par le calculateur. Le choix du rapport s'effectue alors en fonction des contraintes d'accélération imposées par le régulateur. [0008] Cette publication décrit une stratégie de choix de rapport de boîte en fonction de contraintes d'accélération, sans prévoir l'élaboration de celles-ci. [0009] La présente invention vise à définir la contrainte de performance à respecter par un état de la chaîne cinématique pour être choisi comme cible par la transmission. [0010] Dans ce but, elle propose qu'on applique à la transmission une contrainte de niveau d'accélération minimal à respecter dans la sélection de sa cible, avec les étapes suivantes : - identification du type de comportement du véhicule, parmi plusieurs types de comportement répertoriés, - calcul de plusieurs niveaux de contrainte d'accélération, en fonction de la vitesse courante, de la charge du groupe moto propulseur, et d'une force résistive additionnelle liée aux conditions particulières de roulage, et - sélection, parmi les différents niveaux de contrainte calculés, du niveau appliqué à la transmission, selon type de comportement identifié. [0011] La contrainte de performance imposée, s'exprime en niveau d'accélération. Cette solution a l'avantage de nécessiter peu de paramètres de réglage. Son utilisation se traduit par un gain substantiel de mémoire embarquée, et simplifie la mise au point du véhicule. [0012] La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention, en se reportant aux dessins annexés. [0013] [fig.1] est un logigramme de la stratégie développée. [0014] [fig.2] est un logigramme d'une fonction F2. [0015] [fig.3] illustre la fonction F2. [0016] [fig.4] illustre la fonction F2. [0017] [fig.5] illustre la fonction F2. [0018] Le procédé de sélection de cible d'état par la transmission, qui est proposé, peut s'inscrire dans un procédé plus large de commande de changements d'états de chaîne cinématique, ou plus simplement de changements de rapports, sur une transmission automatique ou automatisée, intégrée dans un GMP hybride ou non. Sa mise en oeuvre se 3 décompose en différentes étapes, conduisant à déterminer une contrainte d'accélération à respecter par la transmission dans la sélection d'un état de la chaîne cinématique, éligible comme cible, et réalisable par la transmission. [0019] Lcs étapes principales du procédé sont : - l'identification du type de comportement (A CCEL CST TYP) du véhicule parmi plusieurs types de comportement répertoriés, - le calcul de plusieurs niveaux de contrainte d'accélération, (ACCEL CST X) en fonction de la vitesse courante, de la charge du GMP, et d'une force résistive additionnelle liée aux conditions particulières de roulage, et - la sélection parmi les différents niveaux de contrainte calculés, du niveau appliqué à la transmission (FINAL ACCEL CST), selon type de comportement identifié ( ACCEL CST TYP). [0020] Lcs contraintes de performances attendues par le conducteur, ne sont pas les mêmes, selon le choix d'un mode de conduite « économique », « dynamique », ou autre. Par ailleurs, le niveau des efforts résistifs, pente, vent, etc., a également une influence sur le comportement et sur le niveau de performances du véhicule. La fonction première Fl définit différents des « types de comportement », correspondant aux attentes du conducteur et aux performances du véhicule. [0021] Lcs types de comportement prennent des valeurs de 1 à X, en fonction de deux pa- ramètres principaux RES_FORC_LEVEL et DLS TGT FCT TYP. [0022] Le paramètre DLS_TGT FCT TYP prend des valeurs de 1 à Z, en fonction du mode de conduite du conducteur (Economique, Neutre, Dynamique, etc.), et en fonction de contraintes de dépollution (par exemple, pendant des phases de chauffage de catalyseur en cours, etc.), ou encore en fonction d'autres besoins. Le paramètre RES_FORC_LEVEL con-espond au niveau réel de forces résistives du véhicule, selon les conditions de roulage. Il prend des valeurs de 1 à Y en fonction des efforts résistants rencontrés : montée légère, montée importante, descente, vent de face, charge, etc. Ces deux paramètres sont introduits une table logique à deux dimensions [Y, Z] déterminant un type d'accélération ACCEL_CST 7'YP, exploité par les fonctions suivantes F2 et F3. En résumé les types de comportement peuvent être répertoriés en fonction du mode de conduite adopté par le véhicule, de contraintes de dépollution, et/ ou d'un niveau habituel de force résistive du véhicule, déterminé dans des conditions de roulage habituelles (courantes). [0023] Les fonctions F2 calculent X contraintes d'accélération. Toutes les fonctions F2 contiennent le même contenu fonctionnel. Seuls les paramètres de réglage diffèrent. Chaque fonction F2 correspond à un type de comportement. Elle est active, si le type ACCEL_CST TYP déterminé par la fonction Fl correspond au sien. [0024] Les données d'entrée des fonctions F2 sont : 4 - la vitesse courante du véhicule VEH SPD, - la charge du groupe motopropulscur PWT FORC LOAD déterminée en fonction du pourcentage de force requis par le conducteur (ou un régulateur de vitesse), par rapport à la force minimale et à la force maximale que développée par le groupe moto-propulseur dans les conditions de roulage rencontrées. - la force résistive additionnelle ADD_RES_FORC rencontrée en roulage, par rapport à une force résistive théorique observée sur le plat, sans vent, avec une masse de véhicule moyenne, etc. [0025] Les paramètres de réglage des fonctions F2 sont introduits dans les tables A CST ct A OFS. La table A CST produit un niveau d'accélération brute RAW ACCEL CST, à partir d'un axe de vitesse VEH BKPT TABLE et d'un axe de charge du groupe moto propulseur LOAD BKPT TABLE. La table A OFS introduit une correction à partir de ses axes de vitesses VEH BKPT TABLE 2 et de force résistive additionnelle ADD RES FORC BKPT TABLE. [0026] Chaque fonction F2 se décompose en plusieurs étapes et sous fonctions, permettant d'élaborer la contrainte d'accélération : a) élaboration d'une contrainte d'accélération brute RAW ACCEL CST (étape 1), à partir de la charge du groupe motopropulscur PWT FORC LOAD et de la vitesse de déplacement du véhicule VEH SPD, introduits dans la table de contrainte d'accélération A_CST ; b) élaboration d'une contrainte d'accélération potentielle.(étape 2) : l'axe de charges LOAD_BKPT TABLE, introduit dans la table d'accélération A_CST permet d'obtenir l'ensemble des contraintes d'accélérations à tous les niveaux de charge, à la vitesse véhicule courante VEH_SPD ; on obtient en sortie un flux LOAD_BKPT ACCEL_CST , sous la forme d'un vecteur de niveau d'accélération, de même dimension que l'axe de charges LOAD_BKPT TABLE ; on retient une contrainte d'accélération potentielle brute RAW POT ACCEL_CST, qui est la plus petite valeur du vecteur LOAD_BKPT ACCEL_CST. [0027] La valeur de correction ACCEL_OFS_CST est calculée par la table A_OES, dont les entrées sont la force résistive additionnelle ADD_RES_FORC, et la vitesse du véhicule VEH_SPD. ACCEL_OFS_CST est ajoutée à la valeur brute d'accélération RAW POT ACCEL_CST pour obtenir la contrainte d'accélération potentielle POT ACCEL_CST. Cette dernière est la valeur consolidée théorique d'accélération minimale que devrait respecter un état de la chaîne cinématique pour être choisi comme cible, quel que soit le niveau de charge PWT FORC_LOAD du groupe moto-propulseur. c) élaboration d'une contrainte d'accélération interpolée (étape 3) : lorsque la contrainte potentielle d'accélération POT ACCEL_CST est plus faible que toute les valeurs présentes dans la cartographie A_CST pour une vitesse donnée du véhicule, la correction ACCEL_OFS_CST prend une valeur négative. ; cette particularité donne lieu à une phase d'interpolation, qui garantit la continuité et la cohérence, de la valeur de contrainte finale calculée, pour calculer une valeur de charge donnée du groupe motopropulseur. [0028] On commence par extraire la valeur de l'axe de charge LOAD BKPT TABLE cor- respondant à d'accélération potentielle brute RAW POT ACCEL CST (fonction F21). Cette extraction est effectuée en comparant la valeur RAW POT ACCEL CST au vecteur LOAD BKPT ACCEL CST, afin d'identifier sur l'axe, les coordonnées qui sont identiques. Si plusieurs coordonnées du vecteur LOAD BKPT ACCEL CST sont égales à RAW POT ACCEL CST, on sélectionne la coordonnée LOAD BKPT ACCEL CST qui a la valeur d'axe la plus élevée. Cette valeur est transmise à la suite de la fonction F2, sous le nom POT ACCEL BKPT. La coordonnée suivante donne une valeur d'axe intitulée NEXT POT ACCEL BKPT. [0029] Dans un deuxième temps, la valeur NEXT POT ACCEL BKPT et la vitesse du véhicule VEH SPD sont introduites dans la table A CST, pour obtenir la contrainte d'accélération correspondante, NEXT POT ACCE1 BKPT CST. [0030] Dans un troisième temps, lorsque la charge du groupe motopropulseur PWT PORC LOAD se trouve entre les valeurs d'axe POT ACCEL BKPT et NEXT POT ACCEL BKPT, la fonction F22 calcule une contrainte d'accélération in- terpolée INTERP ACCEL_CST, à l'aide de la formule suivante : [0031] INTERP ACCEL_CST = POT ACCEL_CST + (PWT FORC_LOAD - POT ACCEL_BKP7') o (NEXT POT ACCELBKPT CST - POT ACCEL_CST)/(NEXT POT ACCEL_BKPT-POT ACCEL_BKPT) [0032] Dans un dernier temps, la fonction F23 procède à un arbitrage entre l'ensemble des contraintes d'accélération calculées en amont dans la fonction F2 pour obtenir la contrainte d'accélération lié au typage de la fonction F2. Plusieurs cas peuvent alors se présenter avec l'ordre de priorisation suivant : - si la valeur de correction de contrainte d'accélération ACCEL_OFS_CST est supérieure ou égale à 0, la contrainte d'accélération finale ACCEL_CST X est égale à la valeur maximale entre la valeur brute de contrainte d'accélération RAW ACCEL_CST et la contrainte d'accélération potentielle POT ACCEL_CST, - si la charge du groupe motopropulseur PWT FORC_LOAD est inférieure ou égale à la valeur de charge NEXT POT ACCEL_BKPT et supérieure ou égale à la valeur de charge POT ACCEL_BKPT, la contrainte d'accélération finale ACCEL_CST X est égale à la valeur de contrainte d'accélération interpolée INTERP ACCEL_CST, - si la charge du groupe motopropulseur PWT FORC_LOAD est inférieure ou égale à la valeur de charge POT ACCEL_BKPT, la contrainte d'accélération finale 6 ACCEL CST X est égale à la valeur de contrainte potentielle POT ACCEL CST, et - si la charge du groupe motopropulscur PWT PORC LOAD est supérieure ou égale à la valeur de charge NEXT POT ACCEL BKPT, la contrainte d'accélération finale ACCEL CST X est égale à la valeur brute de contrainte d'accélération RAW ACCEL CST. [0033] En résumé, chaque niveau de contrainte calculé X ACCEL CST est le résultat d'un arbitrage entre : - une valeur brute de contrainte d'accélération RAW ACCEL CST dépendant uniquement de la charge du GMP et de la vitesse du véhicule, - une contrainte d'accélération potentielle POT ACCEL CST correspondant à l'accélération minimale que doit respecter le GMP sur la cible, quel que soit son niveau de charge PWT FORC LOAD, et - une contrainte d'accélération interpolée INTERP ACCEL CST, calculée en fonction de la contrainte d'accélération potentielle PWT PORC LOAD, du niveau de charge du groupe moto propulseur POT ACCEL CST, et de deux contraintes d'accélération POT ACCEL BKPT CST et NEXT POT ACCEL BKPT CST. [0034] La fonction F3 sélectionne une des contraintes d'accélération issues des fonctions F2, en fonction du type de contrainte d'accélération ACCEL CST TYP élaboré dans la fonction Fl . Si le type de comportement ACCEL CST TYP est égal à B, la contrainte d'accélération finale FINAL ACCEL CST est égale à la contrainte d'accélération du type B de la fonction F2, ACCEL_CST B. La contrainte d'accélération finale FINAL ACCEL_CST sélectionnée par la fonction F3 permet de définir les états de la chaîne cinématique éligibles à devenir la cible de la transmission automatique. [0035] [fig.4] illustre le calcul de l'accélération potentielle, avec les hypothèses suivantes : - VEH_SPD = 30 km/h - ADD_RES_FORC = 500 N [0036] La valeur de correction ACCEL_OFS_CST se lit sur la table A_OFS. Elle est égale à 0.17 m/s2, en accord avec les entrées VEH_SPD et ADD_RES_FORC. Le vecteur des contraintes d'accélération est donné par la table A_CST. Il regroupe les valeurs de la colonne VEH SPD = 30 kin/h en accord avec les entrées VEH SPD et LOAD_BKPT TABLE. La contrainte d'accélération potentielle brute RAW POT ACCEL_CST est la plus petite valeur de LOAD_BKPT ACCEL_CST. Elle est égale à 1,14 m/s2. La contrainte d'accélération potentielle POT ACCEL_CST, qui est la somme de RAW POT ACCEL_CST et de ACCEL_OFS_CST, est égale à 1,31 m/s2. [0037] Dans le cas où la valeur de correction est supérieure ou égale à zéro, l'arbitrage de la fonction F23 entre les contraintes d'accélération intervient de la manière suivante : la 7 valeur de correction ACCEL_OFS_CST étant supérieur à zéro, la valeur de la contrainte d'accélération ACCEL CST X est égale à la valeur maximale, entre la valeur brute de contrainte d'accélération RAW ACCEL CST et la contrainte d'accélération potentielle POT ACCEL CST : - si PWT PORC LOAD = 0,2, la contrainte d'accélération brute RAW ACCEL CST est égale à 1,14m/s2. La valeur de POT ACCEL CST étant égale à 1,31 m/s2 alors la contrainte d'accélération ACCEL CST X est égale à 1,31 m/s2. - si PWT PORC LOAD = 0,5, la contrainte d'accélération brute RAW ACCEL CST est égale à 1,59 m/s2. La valeur de POT ACCEL CST étant égale à 1,31 m/s2, la contrainte d'accélération ACCEL CST X est égale à 1,59 m/s2. [0038] [fig.5] illustre le calcul de l'accélération potentielle, à partir des hypothèses suivantes : - VEH SPD = 30 km/h - ADD RES PORC = - 500 N [0039] La valeur de correction ACCEL_OFS_CST issue de la table A OFS est égale à - 0,17 m/s2, selon les entrées VEH SPI) et ADD RES PORC. Le vecteur des contraintes d'accélération se déduit de la table A CST. Il contient toutes valeurs de la colonne, pour une valeur de VEH SPD égale à 30 km/h, en accord avec les entrées VEH SPD et LOAD BKPT TABLE. La contrainte d'accélération potentielle brute RAW POT ACCEL CST est la plus petite valeur de LOAD BKPT ACCEL CST, soit 1,14 m/s2. La contrainte d'accélération potentielle POT ACCEL_CST, égale à la somme de RAW POT ACCEL_CST et de ACCEL_OFS_CST, est de 0,97 m/s2. [0040] L'obtention de la contrainte d'accélération interpolée s'effectue comme suit. La fonction F21 permet de définir la valeur des axes NEXT POT ACCEL_BKPT et POT ACCEL_BKPT. Ces valeurs sont calculées comme suit : - LOAD_BKPT TABLE a quatre valeurs [0 0,1 0,2 0,3] permettant d'obtenir la valeur de RAW POT ACCEL_CST dans la vecteur LOAD_BKPT ACCEL_CST. : la valeur la plus élevée étant 0,3, c'est celle que prend POT ACCEL_BKPT. - NEXT POT ACCEL_BKPT étant la valeur de l'axe LOAD_BKPT TABLE suivant POT ACCEL_BKPT, NEXT POT ACCEL_BKPT prend la valeur 0,4 : avec cette valeur, la contrainte d'accélération associée, NEXT POT ACCELBKPT CST possède une valeur de 1,27 m/s2, conformément à la table A_CST, en accord avec les entrées NEXT POT ACCEL_BKPT et VEH_SPD. [0041] En prenant l'hypothèse que la charge du groupe moto propulseur PWT FORC_LOAD est égale à 0,35, le calcul d'interpolation est le suivant INTERP ACCEL_CST = 0,97 + (0,35 - 0,3) *(1,27 - 0,97) / (0,4 - 0,3) = 1,12 m/s2. La contrainte d'accélération interpolée INI'ERP ACCEL_CST a donc une valeur de 1,12 m/s2 pour une charge PWT FORC_LOAD de 0,35. 8 [0042] Dans le cas où la valeur de correction est inférieure à zéro, l'arbitrage de la fonction F23 intervient de la manière suivante. - si la charge du groupe moto propulseur PW7' PORC LOAD est égale à 0,35 (donc inférieure à NEXT POT ACCEL BKPT = 0,4, et supérieure à POT ACCEL BKPT = 0,3) la contrainte d'accélération finale ACCEL CST X est égale à la valeur de contrainte d'accélération interpolée INTERP ACCEL CST qui cst de 1,12 m/s2. - si la charge du groupe moto propulseur PW7' PORC LOAD est égale à 0.25 (donc inférieure à POT ACCEL BKPT = 0,3), la contrainte d'accélération finale ACCEL CST X est égale à la valeur de contrainte d'accélération potentielle POT ACCEL CST, qui est de 0,97 m/s2. - si la charge du groupe moto propulseur PW7' PORC LOAD est égale à 0.5 (donc supérieure à NEXT POT ACCEL BKPT = 0, 4), la contrainte d'accélération finale ACCEL CST X est égale à la valeur brute de contrainte d'accélération RAW ACCEL CST, qui est de 1,59 in/s2. 9