Brevet FR3104098A1 — publié le 20210611

La présente invention concerne le domaine des véhicules automobiles et plus précisément les dispositifs d’accouplement d’une machine motrice aux roues du véhicules. L’invention pour objet un procédé de pilotage de l’état d’accouplement (CR_ST) d’un dispositif d’accouplement reliant mécaniquement une machine motrice avec des roues de train roulant d’un véhicule automobile, le procédé comportant les étapes de détermination de l’état d’un signal (C_ESP) représentatif de l’état d’action d’une fonction de sécurité active du véhicule, et en cas de détection que la fonction de sécurité active est en état de contrôle du train roulant, le pilotage d’un signal de commande (CR_AUTH) de manière à interdire un changement d’état d’accouplement (CR_ST) du dispositif d’accouplement. L’invention s’applique aux véhicules hybrides et électriques. Figure 2 PROCEDE DE PILOTAGE DE L’ETAT D’ACCOUPLEMENT D’UNE MACHINE MOTRICE AUX ROUES D’UN VEHICULE EN CAS D’ACTION D’UNE FONCTION DE SECURITE ACTIVE Le domaine de l’invention concerne un procédé de pilotage de l’état d’accouplement d’un dispositif d’accouplement reliant mécaniquement une machine motrice avec des roues de train roulant d’un véhicule automobile. Certains véhicules automobiles à groupe motopropulseur hybride comprennent un train roulant arrière équipé d’une machine motrice de propulsion électrique et un train roulant avant équipé d’un moteur thermique et d’une machine motrice électrique. La machine motrice arrière peut être prévue pour fournir un complément de couple moteur lorsque la volonté du conducteur en couple est supérieure à la capacité en couple du train avant. Dans cette configuration, il est possible de relier en transmission la machine motrice arrière aux roues du train roulant par un dispositif de crabotage. On connait de l’état de la technique le document brevet FR2952416A1 déposée par la demanderesse décrivant un procédé de pilotage de l’accouplement d’une machine électrique aux roues du véhicule au moyen d’un dispositif de crabotage. Cette solution est avantageuse en termes économiques, du fait des possibilités de pilotage fin de la machine électrique en couple et en régime, et de l’utilisation d’un actionneur pouvant être piloté par une consigne de type tout ou rien pour accoupler/désaccoupler la machine motrice. Cependant, un tel dispositif de crabotage implique un pilotage fin de la phase d’accouplement/désaccouplement car il n’admet qu’un infime écart en régime et couple entre les arbres rotatifs à accoupler. En outre, la plupart des véhicules sont équipés de systèmes de sécurité actifs de contrôle de trajectoire du véhicule, tel un système antipatinage des roues, comme par exemple un système ESP pour « Electronic Stability Program » en anglais), ou un système d’antiblocage des roues, comme par exemple l’ABS pour « AntiBlockerSystem » en allemand. Classiquement, les systèmes de sécurité actifs coopèrent avec un ou plusieurs capteurs renseignant sur l’état des roues. En cas de détection d’une situation requérant une action de contrôle de trajectoire, les systèmes de sécurité actifs entrent en état de contrôle durant lequel des consignes de contrôles sont émises, par exemple des consignes de freinage à destination des freins des roues. On connait en outre le document brevet FR2905333A1 décrivant un exemple de procédé de répartition des consignes de couple lorsqu’un système de sécurité est en état de contrôle durant une phase de lever de pied pour un véhicule hybride. Or, dans le cas d’une transmission à dispositif de crabotage, en état de contrôle, les consignes de contrôle des systèmes de sécurité actifs sont susceptibles d’entrainer des différentiels de vitesses entre les roues d’un même train roulant (train avant et/ou arrière). En outre, ils sont susceptibles de créer des oscillations de vitesses sur les vitesses des roues. Ces situations peuvent nuire à l’agrément de roulage lors des phases d’accouplement/désaccouplement de la machine motrice, voire provoquer un échec d’engagement/désengagement des crabots lorsqu’une fonction de sécurité active est en état de contrôle des roues. Un objectif de l’invention est donc de pallier les problèmes précités et de proposer un procédé de pilotage amélioré de l’état d’accouplement d’un dispositif de crabotage reliant une machine motrice électrique aux roues du véhicule lorsqu’une fonction de sécurité active est en état de contrôle du train roulant. Plus précisément, l’invention concerne un procédé de pilotage de l’état d’accouplement d’un dispositif d’accouplement reliant mécaniquement une machine motrice avec des roues de train roulant d’un véhicule automobile. Le procédé est remarquable en ce qu’il comporte les étapes suivantes : La détermination de l’état d’un signal représentatif de l’état d’action d’une fonction de sécurité active du véhicule, En cas de détection que la fonction de sécurité active est en état de contrôle du train roulant, le pilotage d’un signal de commande de manière à interdire un changement d’état d’accouplement du dispositif d’accouplement. Selon une variante du procédé, en cas de détection d’un passage d’un état de contrôle à un état d’inaction de la fonction de sécurité active, le pilotage du signal de commande est configuré de manière à autoriser un changement d’état d’accouplement après l’écoulement d’une temporisation d’une durée prédéterminée suivant l’instant du passage d’état. Selon une variante du procédé, la fonction de sécurité active est une fonction pilotant des consignes de freinage d’au moins une roue du train roulant. Il est prévu selon l’invention un système de pilotage de l’état d’accouplement d’un dispositif d’accouplement reliant mécaniquement une machine motrice avec des roues de train roulant d’un véhicule automobile, comportant un moyen de détermination de l’état d’un signal représentatif de l’état d’action d’une fonction de sécurité active du véhicule. Selon l’invention, le système comporte en outre un moyen de pilotage d’un signal de commande configuré pour interdire un changement d’état d’accouplement du dispositif d’accouplement en cas de détection que la fonction de sécurité active est en état de contrôle du train roulant. Selon une variante, le système comporte en outre un moyen de détection d’un passage d’un état de contrôle à un état d’inaction de la fonction de sécurité active et en ce que le moyen de pilotage du signal de commande est configuré pour autoriser un changement d’état d’accouplement après l’écoulement d’une temporisation d’une durée prédéterminée suivant l’instant du passage d’état. Selon une variante, la fonction de sécurité active est une fonction pilotant des consignes de freinage d’au moins une roue du train roulant. Il est également prévu un véhicule automobile comportant une machine motrice, un dispositif d’accouplement reliant mécaniquement la machine motrice avec des roues de train roulant du véhicule, au moins un système de sécurité active du véhicule apte à contrôler automatiquement le train roulant et un système de pilotage de l’état d’accouplement du dispositif d’accouplement selon l’un quelconque des modes de réalisation précédent. Selon une variante, le système de sécurité actif est un système de contrôle de trajectoire du véhicule apte à agir sur au moins une roue du train roulant. Selon une variante, le dispositif d’accouplement est un dispositif de crabotage. Le procédé améliore l’agrément d’accouplement du véhicule et évite des situations d’échecs d’engagement/désengagement du dispositif d’accouplement. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, dans lesquels : représente schématiquement un groupe motopropulseur hybride prévu pour mettre en œuvre le procédé de pilotage selon l’invention. est un graphique représentant des signaux de commande et d’état d’un système d’accouplement, par exemple un dispositif de crabotage, d’un train roulant pilotés conformément au procédé de pilotage selon l’invention lors d’une situation d’activation d’une fonction de sécurité active du véhicule. En figure 1, on a représenté un exemple d’architecture de véhicule automobile comportant un groupe motopropulseur hybride apte à mettre en œuvre le procédé de pilotage selon l’invention. Le véhicule comporte un module de traction avant TRAV et un module de propulsion arrière TRAR. Le module de traction TRAV comporte un moteur thermique 6, un dispositif d’embrayage 7 dont l’arbre d’entrée est solidaire en rotation de l’arbre d’entrainement du moteur 6 et l’arbre de sortie est solidaire en rotation d’une machine motrice électrique de traction avant 8 et de l’arbre primaire d’une boite de vitesses 9, l’arbre de sortie de la boite de vitesses 9 étant relié mécaniquement au train de roues avant 11. La machine motrice 8 peut fournir un couple moteur aux roues, seule ou en complément du moteur thermique 6. Le module de propulsion TRAR comporte une machine motrice électrique de traction arrière 1 reliée mécaniquement au train de roues arrière 4 par l’intermédiaire d’un dispositif d’accouplement 2, préférentiellement un dispositif de crabotage. De façon connue en soi, et comme décrit dans le document FR2952416A1 déjà déposé par la demanderesse, le dispositif de crabotage 2 comprend un crabot amont et un crabot aval. Le crabot amont est solidaire en rotation d'un réducteur relié à l'arbre de sortie de la machine motrice 1. Le crabot aval est solidaire en rotation des roues du train roulant 4 via un mécanisme différentiel 3. Le crabot amont tourne à une vitesse de rotation proportionnelle ou égale à la vitesse de rotation de la machine motrice électrique 1 et transmet un couple proportionnel au couple généré par la machine motrice électrique 1. Le crabot aval tourne à une vitesse de rotation qui est fonction de la vitesse des roues du train roulant 4. Un couple appliqué sur le crabot aval est transmis aux roues. Lorsque le crabot aval est désolidarisé du crabot amont, les roues peuvent tourner ou ne pas tourner indépendamment de la vitesse de rotation de la machine motrice électrique 1. Le dispositif de crabotage comprend un actionneur agencé pour déplacer un des deux crabots, par exemple le crabot aval en translation le long de l’axe de rotation. Chacune des faces en regard des crabots est munie de dents et de cavités. Les dents d'un crabot sont dimensionnées pour venir se loger dans les cavités de l'autre crabot. Ainsi, lorsque les dents du crabot aval font face aux cavités du crabot amont, l'actionneur peut engager le crabot aval en prise avec le crabot amont de façon à rendre solidaire en rotation les crabots autour de l'axe de rotation. Un capteur de position tout ou rien est monté dans le dispositif de crabotage 2 pour détecter la position totalement engagée du crabot aval dans le crabot amont et la position totalement désengagée. L’état d’accouplement du dispositif de crabotage 2 peut donc être un état de solidarisation des crabots ou de désolidarisation des crabots, contrôlé par un signal d’état, par exemple de type booléen informant de l’état de solidarisation à l’état VRAI (ou « 1 ») et de l’état de désolidarisation à l’état FAUX (ou « 0 »). L’inverse est également possible, ou l’utilisation un signal numérique codant au moins ces deux positions. Le pilotage de l’actionneur peut être opéré par un signal de commande, par exemple de type booléen apte à piloter un changement d’état d’accouplement, à l’état VRAI (ou « 1 ») et pas de changement d’état à l’état FAUX (ou « 0 »). Le groupe motopropulseur comporte en outre une batterie haute tension 5 prévue pour alimenter en énergie électrique les machines motrices électriques 1 et 8 et pour se recharger électriquement, par exemple en phase de freinage récupératif au moyen des machines motrices 1 et 8 ou par branchement électriquement à une borne de recharge externe au véhicule. Par ailleurs, chaque roue est équipée d’un dispositif de freinage 12 apte à être commandé par le conducteur mais aussi par un système de sécurité actif, tel un système ESP, lorsque celui-ci est en état de contrôle. L’état de contrôle est activé automatiquement sur la base d’informations issues de capteurs, notamment des capteurs de roue au moyen de fonctions de sécurité actives du véhicule mise en œuvre par un ou des calculateurs embarqués. Le groupe motopropulseur comporte donc un ou des systèmes de sécurité actifs exécutant des fonctions de contrôle de trajectoire automatique du véhicule en agissant sur les dispositifs de freinage 12 de chaque roue d’un train roulant et/ou sur le couple fourni par une machine motrice, tel le moteur thermique, les machines électriques 1 et 8 dans le cas de cette architecture. Chaque système de sécurité actif comporte des moyens d’information (signal d’état) représentatif de l’état d’action de la fonction de sécurité active, et des moyens de pilotage de chaque dispositif de freinage et/ou machine motrice, parmi ces moyens on entend un calculateur électronique et les fonctions de détection, fonction de calcul de consignes et signaux de consignes par exemple. En outre, une unité de commande électronique 10, appelée également superviseur ou ECU pour « Electronic Control Unit » en anglais, est en charge du pilotage et la coordination des éléments du groupe motopropulseur, par exemple le calcul des consignes de couple au moteur thermique 6, les machines motrices 1 et 8. L’unité de commande électronique 10 peut être le calculateur du moteur thermique par exemple. L’unité de commande 10 et le calculateur du système de sécurité actif sont aptes à dialoguer entre eux pour la mise en œuvre des fonctions de contrôle de trajectoire. Plus précisément dans le cadre de l’invention, pour éviter des échecs d’engagements/désengagement des crabots, résultant d’oscillations de couple et/ou de régime sur les arbres rotatifs en amont et en aval du dispositif de crabotage 2, l’unité de commande 10 a pour fonction d’exécuter le procédé de pilotage de l’état d’accouplement du dispositif de crabotage 2 en fonction de l’état d’action d’une ou plusieurs fonctions de sécurité actives du groupe motopropulseur, et plus précisément si la fonction est en état de contrôle ou en état d’inaction sur les roues du train roulant relié au dispositif de crabotage 2. L’unité de commande 10 est munie d’un calculateur à circuits intégrés et de mémoires électroniques, le calculateur et les mémoires étant configurés pour exécuter le procédé de pilotage de l’état d’accouplement selon l’invention. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le calculateur pourrait être externe à l’unité de commande 10, tout en étant couplé à cette dernière. Dans ce dernier cas, il peut être lui-même agencé sous la forme d’un calculateur dédié comprenant un éventuel programme dédié, par exemple. Par conséquent, l’unité de commande, selon l’invention, peut être réalisé sous la forme de modules logiciels (ou informatiques (ou encore « software »)), ou bien de circuits électroniques (ou « hardware »), ou encore d’une combinaison de circuits électroniques et de modules logiciels. Le procédé de pilotage selon l’invention s’applique bien entendu à d’autres technologies de groupe motopropulseur, par exemple dans une variante le dispositif d’accouplement 2 est agencé sur le train roulant avant, et est solidaire en rotation d’une machine motrice avant et des roues du train avant. On envisage également que le procédé puisse s’appliquer à des groupes motopropulseurs entièrement électriques ou entièrement thermiques, dans ce dernier cas la machine motrice 1 reliée au dispositif d’accouplement 2 est un moteur thermique. Le dispositif d’accouplement 2 peut être en variante un embrayage, boite de vitesse ou tout mécanisme d’accouplement réalisant la fonction de coupure de transmission de couple aux roues du véhicule. En figure 2, le graphique illustre une séquence temporelle, le temps étant représenté sur l’axe des abscisses, du procédé de pilotage selon l’invention lorsque la fonction ESP passe en état de contrôle temporairement. Le premier signal C_ESP est un signal d’état représentatif de l’état d’action de la fonction ESP du véhicule. Dans cet exemple, le signal est de type booléen, à l’état VRAI (« 1 ») informe d’un état de contrôle de la fonction de sécurité active associée et à l’état FAUX (« 0 ») informe d’un état d’inaction de la fonction de sécurité active associée. Le deuxième signal CR_AUTH représente un signal de commande apte à autoriser ou interdire un changement d’état d’accouplement du dispositif de crabotage. Dans cet exemple, le signal est de type booléen, à l’état VRAI (« 1 ») autorise un changement d’état d’accouplement du dispositif de crabotage, et à l’état FAUX (« 0 ») interdit un changement d’état d’accouplement, ou pilote l’unité de commande de manière à ignorer/inhiber une demande de requête de changement d’état. Le troisième signal CR_RQ représente un signal apte à commander un changement d’état d’accouplement. Dans cet exemple, le signal est de type booléen, à l’état VRAI (« 1 ») requière un changement d’état d’accouplement, c’est-à-dire lorsque les crabots sont solidaires en rotation, à l’état VRAI, le dispositif de crabotage sera actionné pour désolidariser les crabots, et lorsque les crabots sont désolidarisés, à l’état VRAI, le dispositif de crabotage sera actionné pour solidariser en rotation les crabots. A l’état FAUX, le dispositif de crabotage reste dans l’état d’accouplement. En variante, la requête de changement d’état peut être un signal codant chaque état d’accouplement pilotable et est apte à piloter chaque état. Enfin le quatrième signal CR_ST est un signal d’état représentatif de l’état d’accouplement du dispositif de crabotage. Dans cet exemple, le signal est de type booléen, à l’état VRAI (« 1 ») informe d’un état d’accouplement dans lequel les crabots sont solidaires en rotation et à l’état FAUX (« 0 ») informe d’un état de désolidarisation des crabots. Selon l’invention, le procédé de pilotage comporte une étape de détermination de l’état du signal C_ESP représentatif de l’état d’action d’une fonction de sécurité active du véhicule, par exemple ESP, et en cas de détection que la fonction de sécurité active est en état de contrôle du train roulant (état VRAI), le procédé comporte une étape de pilotage du signal de commande CR_AUTH de manière à interdire un changement d’état d’accouplement CR_ST du dispositif de crabotage. Le procédé évite ainsi un risque d’échec lors d’un engagement/désengagement des crabots. Quatre phases P1, P2, P3, P4 se déroulent lors de cette séquence. Entre t0 et t1, la fonction de sécurité active est en état d’inaction (C_ESP = FAUX), le procédé pilote le signal de commande CR_AUTH de manière à autoriser un changement d’état d’accouplement du dispositif de crabotage (CR_AUTH=VRAI). Lors de P1 aucune requête de changement n’est émise (CR_RQ=FAUX), le signal CR_ST reste inchangé à l’état VRAI. Entre t1 et t4, phase P2, la fonction de sécurité active agit sur les freins des roues (C_ESP = VRAI). Durant cette phase, entre deux instants t2, t3, une requête de changement d’état est détectée (CR_RQ = VRAI), toutefois le signal de commande CR_AUTH est piloté à l’état FAUX de manière à interdire un changement d’état d’accouplement CR_ST du dispositif de crabotage. On évite ainsi un risque d’échec de désengagement du fait des éventuelles oscillations de régime et couple. A partir de l’instant t4 et jusqu’à l’instant t8 de fin de la séquence illustrée, le signal C_ESP est à l’état FAUX, indiquant un état d’inaction de la fonction de sécurité active ESP. Une temporisation d’une durée prédéterminée à partir de t4 se déclenche jusqu’à l’instant t6, illustrée par la phase P3. La temporisation a pour effet de stabiliser le régime et/ou le couple sur le ou les arbres rotatifs en amont et en aval du dispositif de crabotage en fin de consigne issue de la fonction de sécurité active avant d’autoriser un changement d’état. Selon cette séquence, durant cette temporisation P3, à l’instant t5 le signal CR_RQ sollicite un changement d’état d’accouplement, passage de l’état FAUX à l’état VRAI. Or, à l’instant t5, le signal CR_AUTH est encore à l’état FAUX. Le changement n’est donc pas autorisé à cet instant. Durant la phase P4, suivant l’instant t6 correspondant à la fin de la temporisation P3, le signal CR_AUTH passe à l’état VRAI et autorise donc un changement d’état d’accouplement. Le signal CR_RQ commande donc un changement d’état d’accouplement à partir de t6. A l’instant t7, on détecte la fin de course de l’actionneur de crabot. Le signal de l’état d’accouplement passe à l’état FAUX, ainsi que le signal CR_RQ du fait de la détection du changement d’état. Le procédé a été décrit pour une fonction de sécurité active ESP pouvant agir sur les freins du véhicule. Mais ce n’est pas obligatoire. On envisage son application pour toute autre fonction de sécurité active du véhicule pouvant agir sur le régime et/ou le couple d’un arbre rotatif du dispositif d’accouplement. Procédé de pilotage de l’état d’accouplement (CR_ST) d’un dispositif d’accouplement (2) reliant mécaniquement une machine motrice (1) avec des roues de train roulant (4) d’un véhicule automobile, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes : La détermination de l’état d’un signal (C_ESP) représentatif de l’état d’action d’une fonction de sécurité active du véhicule, En cas de détection que la fonction de sécurité active est en état de contrôle du train roulant (4), le pilotage d’un signal de commande (CR_AUTH) de manière à interdire un changement d’état d’accouplement (CR_ST) du dispositif d’accouplement (2). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, en cas de détection d’un passage d’un état de contrôle à un état d’inaction de la fonction de sécurité active, le pilotage du signal de commande (CR_AUTH) est configuré de manière à autoriser un changement d’état d’accouplement (CR_ST) après l’écoulement d’une temporisation (P3) d’une durée prédéterminée suivant l’instant (t4) du passage d’état. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la fonction de sécurité active est une fonction pilotant des consignes de freinage d’au moins une roue du train roulant (4). Système de pilotage de l’état d’accouplement d’un dispositif d’accouplement (2) reliant mécaniquement une machine motrice (1) avec des roues de train roulant (4) d’un véhicule automobile, comportant un moyen de détermination de l’état d’un signal (C_ESP) représentatif de l’état d’action d’une fonction de sécurité active du véhicule, caractérisé en ce qu’il comporte en outre un moyen de pilotage d’un signal de commande (CR_AUTH) configuré pour interdire un changement d’état d’accouplement (CR_ST) du dispositif d’accouplement (2) en cas de détection que la fonction de sécurité active est en état de contrôle du train roulant (4). Système de pilotage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu’il comporte en outre un moyen de détection d’un passage d’un état de contrôle à un état d’inaction de la fonction de sécurité active et en ce que le moyen de pilotage du signal de commande est configuré pour autoriser un changement d’état d’accouplement (CR_ST) après l’écoulement d’une temporisation (P3) d’une durée prédéterminée suivant l’instant (t4) du passage d’état. Système de pilotage selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la fonction de sécurité active est une fonction pilotant des consignes de freinage d’au moins une roue du train roulant. Véhicule automobile comportant une machine motrice (1), un dispositif d’accouplement (2) reliant mécaniquement la machine motrice (1) avec des roues de train roulant (4) du véhicule, au moins un système de sécurité active du véhicule apte à contrôler automatiquement le train roulant (4) et un système de pilotage de l’état d’accouplement du dispositif d’accouplement selon l’une quelconque des revendications 4 à 6. Véhicule automobile selon la revendication 7, dans lequel le système de sécurité actif est un système de contrôle de trajectoire du véhicule apte à agir sur au moins une roue du train roulant (4). Véhicule automobile selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le dispositif d’accouplement (2) est un dispositif de crabotage.