Brevet FR3128926A1 — publié le 20230512

Procédé de ré-attelage d’une machine électrique de traction pour un véhicule électrifié La présente invention a pour objet un procédé de ré-attelage d’une machine électrique de traction à un arbre récepteur d’une chaîne de transmission automatisée de couple moteur d’un véhicule automobile électrifié, comportant, en cas de détection (E2) que la vitesse (V) du véhicule est inférieure à un premier seuil (S1) compris entre 0 km/h et 5 km/h et que la pédale de frein a une position d’enfoncement (PENF) supérieure à un deuxième seuil (S2), la commande (E3) d’une première consigne de couple moteur (CS1) délivré par la machine électrique à l’arbre récepteur de la chaîne de transmission, ladite première consigne (CS1) ayant une valeur positive comprise entre 1 N.m et 10 N.m. Figure 2 PROCEDE DE RE-ATTELAGE D’UNE MACHINE ELECTRIQUE DE TRACTION POUR UN VEHICULE ELECTRIFIE Le domaine de l’invention concerne un procédé de ré-attelage d’une machine électrique de traction à une chaîne de transmission automatisée d’un groupe motopropulseur de véhicule électrifié. Lors des décollages et de la mise en rampage d’un véhicule électrifié, le ré-attelage de la machine électrique de traction à la chaîne de transmission est susceptible de provoquer des nuisances mécaniques, acoustiques et vibratoires du fait de la mise en contact des éléments rotatifs de la chaîne de transmission. En effet, les éléments rotatifs, tels qu’un réducteur, une boite de vitesse, les cannelures, les rotules de cardan, les cannelures de moyeux de roue, les arbres ou bien encore les roulements, comportent des jeux fonctionnels. Le ré-attelage est la phase lors de laquelle le couple moteur commence à être transmis jusqu’aux roues à travers la chaîne de transmission. Préalablement à cette phase, il y a un jeu fonctionnel entre les éléments rotatifs, puis lors du pilotage du ré-attelage, les éléments mobiles en rotation se plaquent les uns contre les autres, ce qui provoque un rattrapage des jeux et des chocs à travers toute la chaîne de transmission. Lorsque la chaîne de transmission comporte un organe d’accouplement d’arbres rotatifs, tel un crabot, un embrayage ou une boite de vitesse, entre la machine électrique de traction et l’arbre récepteur de la chaîne de transmission, le ré-attelage est la phase de transmission d’un couple à travers la totalité de la chaîne de transmission jusqu’aux roues. Préalablement à cette phase, la chaîne de transmission jusqu’aux roues est déjà en état d’accouplement. Dans les groupes motopropulseurs à moteur à combustion interne, pour éviter l’amplification des vibrations et de bruit perceptible par les passagers du véhicule, on a habituellement recours à des systèmes de filtration vibratoire dans la chaîne de transmission. Par ailleurs, on connait de l’état de la technique le document FR2947882B1 décrivant un procédé de changements de rapport vers les rapports supérieurs pour éviter les à-coups au changement de rapport. Dans ce procédé, pour une transmission à première ou marche arrière sur roue libre, on pilote la fermeture progressivement de l’embrayage quand le régime moteur est égal ou supérieur au régime de la roue libre de manière à synchroniser le régime du moteur au régime de la roue libre. Le document FR2947883B1 enseigne de piloter à l’approche du réengagement de la roue libre un estompage du couple moteur en réduisant l’accélération du moteur dans la phase d’approche du régime de la roue libre pour éviter un à-coup violent lors du ré-attelage. Ces techniques de synchronisation ne s’appliquent en situation de décollage et mise en rampage. En outre, on connait le document FR2971550A1 déposé par la demanderesse s’appliquant à une transmission automatisée comportant un convertisseur de couple qui permet d’éviter le phénomène de choc dans les situations où il est demandé d’accélérer le régime moteur suite à une décélération. Pour résoudre ce problème, le procédé prévoit de détecter cette situation transitoire et de limiter le couple moteur durant cette phase. Ce procédé concerne spécifiquement les convertisseurs de couple et ne s’applique pas aux situations de décollage, ni de mise en rampage. Il existe donc un besoin de pallier les problèmes précités. Un objectif de l’invention est de réduire l’usage d’éléments de filtration vibratoire dans la chaîne de transmission pour les situations de ré-attelage d’une machine électrique de traction d’un véhicule automobile. Un autre objectif est de réduire les chocs lors du ré-attelage d’une machine de traction électrique, notamment en situation de décollage et mise en rampage. Plus précisément, l’invention concerne un procédé de ré-attelage d’une machine électrique de traction à un arbre récepteur d’une chaîne de transmission automatisée de couple moteur d’un véhicule automobile électrifié. Selon l’invention, le procédé comporte, en cas de détection que la vitesse du véhicule est inférieure à un premier seuil compris entre 0 km/h et 5 km/h et que la pédale de frein a une position d’enfoncement supérieure à un deuxième seuil, la commande d’une première consigne de couple moteur délivré par la machine électrique à l’arbre récepteur de la chaîne de transmission, ladite première consigne ayant une valeur positive comprise entre 1 N.m et 10 N.m. Selon une variante, la première consigne a une valeur fixe. Selon une variante, la première consigne a une valeur égale à 3 N.m. Selon une variante, le procédé comporte en outre, lorsque la position d’enfoncement de la pédale de frein devient inférieure au deuxième seuil et lorsque la pédale d’accélérateur est relâchée, la commande d’une deuxième consigne de couple moteur pilotant le rampage du véhicule. Selon une variante, la deuxième consigne de rampage délivre un couple à la roue ayant une valeur comprise entre 200 N.m et 500 N.m. Selon une variante, le deuxième seuil correspond à une position comprise entre 20% et 5% de la course d’enfoncement de la pédale de frein, de préférence 10% de la course d’enfoncement. L’invention prévoit en outre un groupe motopropulseur de véhicule électrifié comportant une machine électrique de traction, une chaîne de transmission automatisée de couple moteur et une unité de commande du groupe motopropulseur, dans lequel l’unité de commande est configurée pour mettre en œuvre le procédé de ré-attelage selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents. L’invention est avantageuse car elle permet d’éviter les à-coups lors du ré-attelage de la machine électrique de traction préalablement à la mise en rampage. Le procédé utilise avantageusement la capacité de la machine électrique à transmettre un couple moteur à régime faible, voire nul. 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 de véhicule électrifié mettant en œuvre le procédé de ré-attelage selon l’invention. représente un logigramme fonctionnel d’un mode de réalisation du procédé de ré-attelage selon l’invention est un graphique illustrant le pilotage du couple moteur conformément au procédé selon l’invention en fonction de la vitesse du véhicule. est une droite représentant la course d’enfoncement de la pédale de frein et le seuil de déclenchement du couple moteur préalable au ré-attelage conformément à l’invention. L’invention concerne les véhicules automobiles électrifiés comprenant une machine électrique de traction et une chaîne de transmission de couple moteur automatisée. Le procédé selon l’invention vise à réduire les nuisances sonores et vibratoires lors du ré-attelage de la machine électrique en situation de décollage et de mise en rampage. En , on a décrit schématiquement un groupe motopropulseur de véhicule électrifié comportant une machine électrique de traction 10, une chaîne de transmission du couple moteur 11, les roues du véhicule 12 et une unité de commande de la machine électrique 13 configurée pour mettre en œuvre le procédé de ré-attelage selon l’invention. Un véhicule électrifié est un véhicule motorisé par une machine électrique de traction prévue pour transmettre un couple moteur aux roues du véhicule pour son déplacement. L’invention concerne un véhicule à motorisation entièrement électrique ou à groupe motopropulseur hybride. La machine électrique 10 est pilotée par l’unité de commande 13 pour délivrer un couple moteur en fonction d’une consigne de couple. Classiquement, elle est alimentée électriquement par un système de stockage d’énergie électrique (non représenté en ), telle une batterie ou une pile à combustible. La chaîne de transmission de couple moteur 11 comporte des éléments mobiles en rotation entrainés par la machine électrique 10 susceptibles de générer des chocs lors du ré-attelage. Dans cet exemple, la chaîne de transmission 11 comporte un réducteur de vitesse relié mécaniquement en rotation par un arbre récepteur 14 à l’arbre moteur de la machine électrique 10, puis un arbre de transmission à cardan, un différentiel et les roues 12, notamment. Dans cette configuration non équipée d’un organe d’accouplement, les roues 12 du véhicule et la machine électrique de traction 10 sont en permanence en état d’accouplement. Cependant, on envisage que l’invention s’applique à d’autres architectures de chaîne de transmission comprenant, éventuellement, un organe d’accouplement d’arbres, par exemple un crabot, un embrayage, ou une boite de vitesses. En présence d’un organe d’accouplement, le ré-attelage se produit une fois que la machine électrique de traction est en état d’accouplement avec les roues. Le procédé selon l’invention s’applique au train de roues avant et/ou le train de roue arrière d’un véhicule électrifié. L’homme du métier saura adapter le procédé de ré-attelage à tout type de véhicule électrifié. L’unité de commande 13 est apte à déterminer la vitesse instantanée du véhicule, le rapport de vitesse engagé, par exemple en mode automatique dit « Drive » ou rapport D pour la marche avant, ou la marche arrière dit rapport R, ainsi que l’information de la position d’enfoncement de la pédale de frein et de la pédale d’accélérateur. La position d’enfoncement de la pédale peut être déterminée au moyen de tout capteur apte à délivrer une information de position de la pédale de frein ou de la force de freinage commandée, par exemple un capteur d’angle de la pédale, un capteur de la pression dans le maitre-cylindre, ou un contacteur de pédale. La position d’enfoncement est un paramètre indiquant un pourcentage d’enfoncement dans la course totale d’enfoncement, ayant une valeur comprise entre 0% et 100%. Une position d’enfoncement élevée tend à s’approcher de la valeur de 100% de la position maximale. Tandis que le relâchement total de la pédale de frein correspond à une valeur de 0%. En variante, la position d’enfoncement est représentative d’une valeur de pression du circuit maitre-cylindre. Préférentiellement, l’unité de commande 13 est configurée pour piloter un mode de déplacement automatique du véhicule dit de rampage. Le rampage consiste à déplacer le véhicule à vitesse lente, comprise entre 5 et 8 km/h par exemple, lorsqu’elle détecte que le conducteur relâche totalement ou presque totalement la pédale de frein et lorsqu’il n’appuie pas sur la pédale d’accélérateur. En rampage, l’unité de commande 13 pilote une consigne de couple moteur en fonction d’une vitesse cible lente prédéterminée, dans cet exemple 7km/h. Le rampage intervient principalement au décollage du véhicule. Néanmoins, l’invention s’applique aux véhicules non configurés d’un mode de rampage. En outre, le groupe motopropulseur comporte un organe à calculateur, un superviseur, ayant pour fonction de centraliser les données collectées du véhicule et de les retransmettre aux autres calculateurs du véhicule à travers un bus de communication de données, par exemple de type CAN. Pour les besoins du procédé de ré-attelage, les informations relatives à la vitesse du véhicule, le rapport de vitesse et la position d’enfoncement de la pédale de frein et de la pédale d’accélération sont transmises à l’unité de commande 13. L’unité de commande 13 est munie d’un calculateur à circuits intégrés et de mémoires électroniques, le calculateur et les mémoires étant configurés pour exécuter le procédé de ré-attelage. Mais cela n’est pas obligatoire. En effet, le calculateur pourrait être externe à l’unité de commande 13, tout en étant couplé à cette dernière 13. 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. En , on a représenté schématiquement par un logigramme fonctionnel un mode de réalisation du procédé de ré-attelage selon l’invention. Dans cet exemple, la situation de roulage initiale correspondant à l’étape E1 est un décollage du véhicule, au premier démarrage ou à l’arrêt. La machine électrique de traction et les roues du véhicule sont en état d’accouplement. Les éléments rotatifs de la chaîne de transmission sont immobiles. Le conducteur actionne la pédale de frein à une position d’enfoncement élevée, entre 50% et 100% de la course d’enfoncement et le véhicule est à vitesse nulle de 0 Km/h. Le ré-attelage est la phase lorsqu’un couple moteur commence à être transmis de la machine électrique de traction à la travers la chaîne de transmission, c’est-à-dire lors du rattrapage des jeux entre les éléments mobiles en rotation. Le procédé comporte la surveillance E2 en permanence de la vitesse du véhicule, de la position d’enfoncement de la pédale de frein et d’accélérateur, ainsi que le rapport de vitesse engagé. En cas de détection à une étape E2 que la vitesse du véhicule est inférieure à un premier seuil S1 compris entre 0 km/h et 5 km/h et que la pédale de frein a une position d’enfoncement supérieure à un deuxième seuil S2, le procédé comporte l’étape E3 de commande d’une première consigne de couple moteur CS1 délivré par la machine électrique à l’arbre récepteur de la chaîne de transmission. La première consigne CS1 a une valeur positive comprise entre 1 N.m et 10 N.m. On définit le couple positif en référence au sens de marche du véhicule. Le couple positif fournit un couple dans le sens de marche avant quand le rapport de marche avant est sélectionné, et fournit un couple positif dans le sens de marche arrière quand le rapport de marche arrière est sélectionné. Il s’agit d’un couple moteur configuré à une valeur suffisamment faible pour ne pas entrainer le véhicule en déplacement, mais suffisamment élevée pour plaquer les éléments mobiles en rotation de la chaîne de transmission les uns contre les autres, avant la mise en rampage du véhicule. Cette valeur de couple CS1 évite les chocs à l’instant de mise en rampage. En , on a représenté les valeurs des consignes de couple moteur CS1 et CS2 pilotées par le procédé selon l’invention. L’axe des ordonnées représente les valeurs de couple en N.m et l’axe des abscisses les valeurs de la vitesse du véhicule en Km/h. CS1 a dans cet exemple une valeur de 3N.m préférentiellement, pour assurer le plaquage des pièces mobiles en rotation de la chaîne de transmission. La consigne CS1 peut être activée lorsque la vitesse du véhicule est inférieure à 3 km/h. Le seuil S1 peut être compris entre 0km/h et 5km/h selon la calibration choisie pour le véhicule. Dans une situation initiale où la vitesse du véhicule à l’étape E1 est supérieure au seuil S1, par exemple en situation de freinage en roulage, la consigne CS1 commence à être activée lorsque la vitesse passe ensuite sous le seuil S1. Le couple moteur CS1 s’oppose au couple de freinage, mais est suffisamment faible pour ne pas introduire un couple moteur aux roues affectant le freinage. La consigne CS1 présente l’avantage dans cette situation, en cas de demande d’accélération à la suite du freinage, de ré-atteler la machine électrique de traction sans à-coup. En , on a représenté la course d’enfoncement CENF de la pédale de frein. Le seuil S2 correspond à une position PENF comprise entre 20% et 5% de la course d’enfoncement de la pédale de frein. Dans le mode de réalisation préférentiel, S2 est configuré à 10% de la course d’enfoncement CENF à un seuil supérieur au déclenchement de la fonction de rampage. En outre, on précise que la première consigne est activée si un rapport de vitesse de marche avant ou de marche arrière est engagé. En outre, comme cela est illustré par la , la valeur de la consigne CS1 est fixe et constante tant qu’elle est activée. En outre, quand la consigne CS1 est pilotée, c’est-à-dire en vitesse de roulage inférieure à S1, la valeur de CS1 est invariable et indépendante de la vitesse du véhicule. Il s’agit d’une valeur enregistrée en mémoire de l’unité de commande de la machine électrique de traction. Cela est avantageux car il n’est pas nécessaire d’utiliser une loi de commande complexe ou une cartographie. La valeur est choisie uniquement dans le but de plaquer les éléments mobiles en rotation. La puissance transmise par le couple moteur n’est pas prévue pour déplacer le véhicule. En outre, comme on le voit en , le procédé comporte, en cas de détection à l’étape E2 que la position d’enfoncement de la pédale de frein devient inférieure au deuxième seuil S2, ici entre 0% et 10% de la course d’enfoncement, et lorsque la pédale d’accélérateur est relâchée, une étape E4 consistant à commander une deuxième consigne de couple moteur CS2 pilotant le rampage du véhicule délivré par la machine électrique à la chaîne de transmission. Comme on le voit en , la deuxième consigne de rampage CS2 délivre un couple à la roue ayant une valeur comprise entre 200 N.m et 500 N.m. Ce couple est déterminé par une cartographie de rampage, qui est fonction du type du véhicule, de la vitesse instantanée et de la vitesse cible de rampage. Par exemple, la vitesse cible de rampage a une valeur de 7Km/h. Le couple de rampage vise à déplacer automatiquement le véhicule en situation de basse vitesse par actionnement uniquement de la pédale de frein, par exemple en décollage, ou en en manœuvre. En , on voit donc que si la position d’enfoncement PENF est comprise entre 10% et 100% de la course d’enfoncement, l’unité de commande pilote la première consigne CS1. Si la position d’enfoncement PENF est comprise entre 0% et 10% de la course d’enfoncement, l’unité de commande pilote la deuxième consigne CS2 de rampage. On notera que la transition de pilotage de la consigne CS1 à la consigne CS2, par le relâchement progressif de la pédale de frein, au franchissement du seuil S2, commande le ré-attelage de la machine électrique sans-à coup du fait que les éléments rotatifs sont déjà plaqués les uns contre les autres lors de la transition de la consigne CS1 à CS2. En outre, dans un mode alternatif du procédé de ré-attelage, on prévoit que l’étape E4 de pilotage du rampage ne soit pas obligatoire, c’est-à-dire que le mode de rampage ne soit pas activé lorsque la position d’enfoncement de la pédale de frein est comprise entre 0% et S2. Dans ce cas, pour une position d’enfoncement entre 0% et S2, il n’y a pas de couple moteur transmis à travers la transmission. S2 peut être égal à une position d’enfoncement d’une valeur de 5%, 6%, 7%, 8%, 9% ou 10% par exemple. Procédé de ré-attelage d’une machine électrique de traction (10) à un arbre récepteur (14) d’une chaîne de transmission automatisée (11) de couple moteur d’un véhicule automobile électrifié, caractérisé en ce qu’il comporte, en cas de détection (E2) que la vitesse (V) du véhicule est inférieure à un premier seuil (S1) compris entre 0 km/h et 5 km/h et que la pédale de frein a une position d’enfoncement (PENF) supérieure à un deuxième seuil (S2), la commande (E3) d’une première consigne de couple moteur (CS1) délivré par la machine électrique (10) à l’arbre récepteur (14) de la chaîne de transmission (11), ladite première consigne (CS1) ayant une valeur positive comprise entre 1 N.m et 10 N.m. Procédé de ré-attelage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première consigne (CS1) a une valeur fixe. Procédé de ré-attelage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première consigne (CS1) a une valeur égale à 3 N.m. Procédé de ré-attelage selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comporte en outre, lorsque la position d’enfoncement (PENF) de la pédale de frein devient inférieure au deuxième seuil (S2) et lorsque la pédale d’accélérateur est relâchée, la commande (E4) d’une deuxième consigne de couple moteur (CS2) pilotant le rampage du véhicule. Procédé de ré-attelage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la deuxième consigne de rampage (CS2) délivre un couple à la roue ayant une valeur comprise entre 200 N.m et 500 N.m. Procédé de ré-attelage selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le deuxième seuil (S2) correspond à une position comprise entre 20% et 5% de la course d’enfoncement de la pédale de frein, de préférence 10% de la course d’enfoncement. Groupe motopropulseur de véhicule électrifié comportant une machine électrique de traction (10), une chaîne de transmission automatisée (11) de couple moteur et une unité de commande (13) du groupe motopropulseur, caractérisé en ce que l’unité de commande (13) est configurée pour mettre en œuvre le procédé de ré-attelage selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.