Brevet FR3147214A1 — publié le 20241004

Le procédé est mis en œuvre dans un véhicule ayant une chaîne de traction comprenant un moteur thermique et une boîte de vitesse automatique, lorsque le véhicule est piloté par un système de conduite assistée. Le procédé détermine un couple à la roue maximum (CRmax) pour un rapport de vitesse engagé (RVe), le couple à la roue maximum étant utilisé pour décider d’un rapport de vitesse maximum (RVmax) lors d’une modification d’une consigne de couple à la roue (Cw) fournie par le système de conduite assistée. Conformément à l’invention, le couple à la roue maximum est déterminé en temps réel à partir d’estimations d’un couple moteur maximum (CMmax), d’un couple de perte de boîte de vitesse (CPbv) et d’un couple inertiel de chaîne de traction (Cj) et d’une démultiplication (α), le couple inertiel et la démultiplication étant fonction du rapport de vitesse engagé. Figure 3 PROCÉDÉ DE DÉTERMINATION D’UN COUPLE À LA ROUE MAXIMUM POUR UN RAPPORT DE VITESSE ENGAGÉ DANS UN VÉHICULE THERMIQUE EQUIPÉ D’UNE BOÎTE DE VITESSE AUTOMATIQUE La présente invention concerne de manière générale le domaine des groupes motopropulseurs thermiques à boîte de vitesse automatique dans les véhicules automobiles. Plus particulièrement, l’invention se rapporte à un procédé de détermination d’un couple à la roue maximum pour un rapport de vitesse engagé dans un véhicule thermique équipé d’une boîte de vitesse automatique. L’invention est applicable lors du pilotage d’un groupe motopropulseur thermique à boîte de vitesse automatique par un système de conduite assistée tel qu’un système avancé d’aide à la conduite dit « ADAS » (pour « Advanced Driver Assist System » en anglais), notamment en conduite assistée, mais pas exclusivement. On comprendra ici par boîte de vitesse automatique non seulement les boîtes de vitesse automatiques à convertisseur de couple, mais aussi celles à double embrayage dites « DCT » ( pour « Dual Clutch Transmission » en anglais) ou toutes autres boîtes de vitesse robotisées à rapport discret ou assimilable comme discret telles qu’une transmission à variation continue dite « CVT » (pour « Continuousily Variable Transmission » en anglais) lorsque celle-ci fonctionne dans un mode de pilotage discret. illustre schématiquement un groupe motopropulseur thermique GMP de véhicule conventionnel comprenant un moteur thermique MT et un système de transmission TR. Le système de transmission TR comprend essentiellement une boîte de vitesse automatique BVA, un dispositif différentiel DI et des arbres de transmission. La boîte de vitesse automatique BVA comporte une boîte de vitesse BV, à proprement parlé, et un convertisseur de couple TC. La boîte de vitesse BV inclut des trains d’engrenages et des actionneurs et synchroniseurs pour le passage des rapports de vitesse. Un arbre de sortie de la boîte de vitesse BV est couplé aux roues WH du véhicule, via le dispositif différentiel DI. Les différents modes de fonctionnement et phases de vie du groupe motopropulseur GMP sont gérés essentiellement par un calculateur de contrôle moteur ECU_E et un calculateur de contrôle de transmission ECU_T qui communiquent entre eux via un bus de communication de données. Les calculateurs ECU_E et ECU_T collaborent entre eux pour la mise en œuvre des différentes stratégies de commande du groupe motopropulseur GMP. Lorsque le groupe motopropulseur GMP est piloté par un système de conduite assistée tel que le système « ADAS », par exemple, avec la fonction de régulation, de limitation ou de bridage de vitesse, le calculateur de contrôle moteur ECU_E reçoit une consigne de couple à la roue Cw transmise par le système de conduite assistée pour le pilotage du groupe motopropulseur GMP. A partir de cette consigne de couple à la roue Cw, le calculateur de contrôle moteur ECU_E détermine une consigne de couple moteur Ce et des rapports de vitesse envisageables, à savoir, un rapport de vitesse maximum RVmax et un rapport de vitesse minimum RVmin. La consigne de couple moteur Ce est utilisée pour piloter le moteur thermique MT. Les informations de rapports RVmax et RVmin sont transmises au calculateur de contrôle de transmission ECU_T pour la gestion des changements de rapports de la boîte de vitesse BVA. Le calculateur de contrôle moteur ECU_E détermine les rapports de vitesse maxima RVmax correspondant aux différentes valeurs de la consigne de couple à la roue Cw en comparant ces dernières à des couples à la roue maxima réalisables avec les différents rapports de vitesse en fonction du sens du changement de rapport de vitesse requis, à savoir, un changement de rapport montant (du rapport n vers le rapport n+1) ou un changement de rapport descendant (du rapport n vers le rapport n-1) dit « rétrogradation ». Ainsi, en référence à la , qui montre des courbes de couple (C) en fonction du temps (t) et un chronogramme des changements de rapport de vitesse, la consigne de couple à la roue Cw est comparée à des couples à la roue maxima Cmax(n), Cmax(n+1) et Cmax(n+2) qui sont associés respectivement à des rapports de vitesse n, n+1 et n+2. En considérant, par exemple, que le rapport engagé est n et que la consigne de couple à la roue Cw évolue d’une façon décroissante (flèche Fd) indiquant un possible changement de rapport montant. Lorsqu’au point Pd, la consigne de couple à la roue Cw devient inférieure à Cmax(n+1) – OF_UP, c’est-à-dire, au couple à la roue maximum Cmax(n+1) auquel est retiré un offset OF_UP associé à un changement de rapport montant, alors le rapport de vitesse maximum RVmax=n+1 est retenu par le calculateur ECU_E et est transmis au calculateur de contrôle de transmission ECU_T pour un changement de rapport. Au voisinage du point Pd, tant que la consigne Cw reste au-dessus de Cmax(n+1) – OF_UP, le rapport de vitesse engagé n est maintenu, avec RVmax=n pris en compte par le calculateur ECU_T. En considérant toujours que le rapport engagé est n et que la consigne de couple à la roue Cw évolue maintenant d’une façon croissante (flèche Fc) indiquant un possible changement de rapport descendant. Lorsqu’au point Pc, la consigne de couple à la roue Cw devient supérieure à Cmax(n) + OF_DOWN, c’est-à-dire, au couple à la roue maximum Cmax(n) auquel est ajouté un offset OF_DOWN associé à un changement de rapport descendant, alors le rapport de vitesse maximum RVmax=n-1 est retenu par le calculateur ECU_E et est transmis au calculateur de contrôle de transmission ECU_T pour un changement de rapport. Au voisinage du point Pc, tant que la consigne Cw reste en dessous de Cmax(n) + OF_DOWN, le rapport de vitesse engagé n est maintenu, avec RVmax=n pris en compte par le calculateur ECU_T. Pour chacun des N rapports de vitesse de la boîte BVA, le couple moteur maximum que peut fournir le moteur thermique est déterminé par des essais sur banc sur le groupe motopropulseur GMP, et/ou par caractérisation numérique, pour un certain nombre de points de régime moteur, par exemple huit. Les couples moteur maxima mesurés sont convertis en couples à la roue maxima pour chacun des N rapports de vitesse en utilisant les démultiplications correspondantes. N tables correspondant aux N rapports de vitesse sont ainsi établies et fournissent, en fonction du régime à la roue, le couple à la roue maximum pour chaque rapport de vitesse. Les N tables sont mémorisées dans le calculateur ECU_E et utilisées par celui-ci pour déterminer le rapport de vitesse maximum RVmax qui correspond à la consigne de couple à la roue Cw entrante. Un inconvénient du procédé de la technique antérieure décrit ci-dessus est que les N tables fournissant le couple à la roue maximum sont construites en statique lors de la conception et de la mise au point du groupe motopropulseur et ne sont basées que sur un nombre limité de points de mesure de régime. Il en découle que les valeurs de couple à la roue maximum fournies par ces tables peuvent manquer de précision. L’entité inventive a constaté que ce manque de précision conduit parfois à une surestimation du couple à la roue maximum. Il en résulte des changements de rapport de vitesse en rétrogradation qui sont retardés et, consécutivement, des rattrapages sur des erreurs vis-à-vis de la consigne de vitesse du véhicule qui sont relativement longs. La présente invention vise à apporter une solution à l’inconvénient exposé plus haut de la technique antérieure en procurant un nouveau procédé de détermination d’un couple à la roue maximum pour un rapport de vitesse engagé dans un véhicule thermique équipé d’une boîte de vitesse automatique. Selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de détermination d’un couple à la roue maximum pour un rapport de vitesse engagé dans un véhicule thermique équipé d’une boîte de vitesse automatique, lorsque le véhicule est piloté par un système de conduite assistée, le couple à la roue maximum étant utilisé pour décider d’un rapport de vitesse maximum lors d’une modification d’une consigne de couple à la roue fournie par le système de conduite assistée. Conformément à l’invention, le couple à la roue maximum est déterminé en temps réel à partir d’estimations d’un couple moteur maximum, d’un couple de perte de boîte de vitesse et d’un couple inertiel de chaîne de traction et d’une démultiplication, le couple inertiel et la démultiplication étant fonction dudit rapport de vitesse engagé. Selon une caractéristique particulière, le couple moteur maximum est obtenu à l’aide d’une cartographie à partir d’un régime moteur. Selon une autre caractéristique particulière, le couple de perte de boîte de vitesse est obtenu à l’aide d’une cartographie à partir d’un régime d’entrée de boîte de vitesse et d’une température d’huile de boîte de vitesse. Selon encore une autre caractéristique particulière, le couple inertiel de chaîne de traction est obtenu à partir d’une inertie de chaîne de traction et d’un régime d’arbre primaire de boîte de vitesse, l’inertie de chaîne de traction étant obtenue à l’aide d’une cartographie à partir du rapport de vitesse engagé. L’invention concerne aussi un calculateur comportant une mémoire stockant des instructions de programme pour la mise en œuvre du procédé tel que décrit brièvement ci-dessus. Le calculateur est typiquement un calculateur de contrôle moteur du véhicule. L’invention concerne aussi un véhicule ayant une chaîne de traction comprenant un moteur thermique et une boîte de vitesse automatique, et un système de conduite assistée fournissant une consigne de couple à la roue pour le pilotage de la chaîne de traction, dans lequel est intégré un calculateur comme indiqué ci-dessus. Le système de conduite assistée est typiquement un système avancé d’aide à la conduite. D’autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-dessous d’un mode de réalisation particulier de l’invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : La est un bloc-diagramme montrant schématiquement une architecture d’un groupe motopropulseur thermique équipé d’une boîte de vitesse automatique. La est un diagramme explicatif relatif aux changements de rapport de vitesse intervenant avec l’évolution de la consigne de couple à la roue. La est un bloc-diagramme fonctionnel d’un mode de réalisation particulier du procédé de l’invention. La est un diagramme explicatif montrant une amélioration obtenue en rétrogradation avec le procédé de l’invention. En référence plus particulièrement à la et la , il est maintenant décrit à titre d’exemple un mode de réalisation particulier du procédé selon l’invention. Le procédé est mis en œuvre dans un groupe motopropulseur thermique, comme le groupe GMP de la , comprenant le moteur thermique MT et un système de transmission TR équipé d’une boîte de vitesse automatique BVA. Comme visible à la , un module logiciel embarqué SW0 est hébergé dans une mémoire MEM du calculateur de contrôle moteur ECU_E et autorise la mise en œuvre du procédé selon l’invention par l’exécution d’instructions de code de programme par un processeur (non représenté) du calculateur. Le module logiciel SW0 implémente un algorithme ayant pour fonction de déterminer conformément au procédé de l’invention un couple à la roue maximum CRmax(n) pour un rapport de vitesse n engagé. On notera que pour les rapports de vitesse non engagés, le couple à la roue maximum sera obtenu grâce aux tables susmentionnées décrites dans l’exposé de la technique antérieure. Le couple CRmax obtenu par le procédé de l’invention est fourni à un système logiciel SW_GMP qui gère la commande du groupe motopropulseur GMP en fonction de la consigne de couple à la roue Cw reçue. Ainsi, le système logiciel SW_GMP exploite le couple CRmax reçu pour déterminer le rapport de vitesse maximum RVmax à communiquer à la boîte de vitesse automatique BVA, comme décrit plus haut relativement à l’exposé de l’état de la technique en comparant la consigne de couple à la roue Cw au seuil de décision CRmax - OF_UP ou CRmax + OF_DOWN. Le système logiciel SW_GMP détermine aussi la consigne de couple moteur Ce et le rapport de vitesse minimum RVmin à l’aide de processus de traitement connus de l’homme du métier. Comme visible à la , le module logiciel SW0 comprend essentiellement sept fonctions F1 à F7 pour déterminer le couple à la roue maximum CRmax(n) pour un rapport de vitesse engagé RVe=n. Les fonctions F1 à F3 sont typiquement des cartographies fournissant des estimations. La fonction F1 est une cartographie qui fournit en sortie le couple moteur maximum CMmax pour un régime moteur courant Nm fourni en entrée. La fonction F2 est une cartographie qui fournit en sortie le couple de perte de boîte de vitesse CPbv pour un régime d’entrée de boîte de vitesse Nbv et une température T de l’huile de la boite de vitesse. La fonction F3 est une cartographie qui fournit en sortie l’inertie J de la chaîne de traction pour le rapport de vitesse engagé n. La fonction F4 reçoit en entrée l’inertie J estimée par la fonction F3 et le régime Nap de l’arbre primaire de la boîte de vitesse et calcule le couple inertiel de chaîne de traction Cj en exploitant l’égalité 1) ci-dessus : 1) Cj = Jdω/dt, dans laquelle, ω et dω/dt sont respectivement la vitesse angulaire et l’accélération angulaire de l’arbre primaire de la boîte de vitesse. La fonction F5 calcule la somme du couple de perte de boîte de vitesse CPbv et du couple inertiel Cj fournis par les fonctions F2 et F4 respectivement et délivre cette somme à la fonction F6. La fonction F6 soustrait la somme CPbv+Cj au couple moteur maximum CMmax fourni par la fonction F1 et délivre à la fonction F7 le résultat obtenu, à savoir, CMmax-(CPbv+Cj). La fonction F7 calcule le produit du résultat reçu de F6 par une démultiplication α du rapport de vitesse engagé n et délivre en sortie le couple à la roue maximum à la roue CRmax(n) = [CMmax-(CPbv+Cj)]*α. Le procédé de l’invention procure, pour le rapport de vitesse engagé n, une estimation en temps réel du couple à la roue maximum CRmax(n). Le couple estimé CRmax(n) bénéficie d’une précision accrue par rapport à l’estimation de la technique antérieure, grâce à la prise en compte en temps réel des valeurs effectives de paramètres fonctionnels du groupe motopropulseur. Le procédé de l’invention permet ainsi d’éviter l’inconvénient susmentionné de la technique antérieure, à savoir, une rétrogradation tardive du rapport de vitesse due à une surestimation du couple à la roue maximum. La , qui montre des courbes de couple (C) en fonction du temps (t), illustre l’amélioration obtenue avec l’invention lors d’une rétrogradation du rapport de vitesse engagé n vers un rapport de vitesse n-1. Avec le procédé de l’invention, la consigne de couple à la roue Cw est comparée en rétrogradation au couple à la roue maximum CRmax plus l’offset OF_DOWN, le couple CRmax obtenu par l’invention étant estimé de manière précise par le module logiciel SW0. Avec la technique antérieure, la consigne de couple à la roue Cw est comparée en rétrogradation au couple à la roue maximum Cmax plus l’offset OF_DOWN, le couple Cmax obtenu par la technique antérieure étant ici surestimé par rapport au couple CRmax. Avec l’invention, le changement de rapport de vitesse de n à n-1 intervient à un temps T1. Avec la technique antérieure, le changement de rapport de vitesse de n à n-1 n’interviendrait qu’à un temps T2 postérieur au temps T1. Ainsi, en évitant une rétrogradation tardive, l’invention autorise un meilleur suivi de la consigne de vitesse du conducteur lorsque celle-ci vient à changer, le rattrapage de l’erreur étant réalisé plus rapidement. Il en découle un meilleur ressenti du conducteur vis-à-vis notamment de l’agrément de conduite et du confort acoustique. L’invention ne se limite pas au mode de réalisation particulier qui a été décrit ici à titre d’exemple. L’homme du métier, selon les applications de l’invention, pourra apporter différentes modifications et variantes entrant dans le champ de protection de l’invention. Procédé de détermination d’un couple à la roue maximum (CRmax) pour un rapport de vitesse engagé (RVe) dans un véhicule thermique équipé d’une boîte de vitesse automatique (BVA), lorsque ledit véhicule est piloté par un système de conduite assistée (ADAS), ledit couple à la roue maximum (CRmax) étant utilisé pour décider d’un rapport de vitesse maximum (RVmax) lors d’une modification d’une consigne de couple à la roue (Cw) fournie par ledit système de conduite assistée (ADAS), caractérisé en ce que ledit couple à la roue maximum (CRmax) est déterminé en temps réel à partir d’estimations d’un couple moteur maximum (CMmax), d’un couple de perte de boîte de vitesse (CPbv) et d’un couple inertiel de chaîne de traction (Cj) et d’une démultiplication (α), ledit couple inertiel (Cj) et ladite démultiplication (α) étant fonction dudit rapport de vitesse engagé (RVe). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit couple moteur maximum (CMmax) est obtenu à l’aide d’une cartographie (F1) à partir d’un régime moteur (Nm). Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit couple de perte de boîte de vitesse (CPbv) est obtenu à l’aide d’une cartographie (F2) à partir d’un régime d’entrée de boîte de vitesse (Nbv) et d’une température d’huile de boîte de vitesse (T). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit couple inertiel de chaîne de traction (Cj) est obtenu à partir d’une inertie de chaîne de traction (J) et d’un régime d’arbre primaire de boîte de vitesse (Nap), ladite inertie de chaîne de traction (J) étant obtenue à l’aide d’une cartographie (F3) à partir dudit rapport de vitesse engagé (RVe). Calculateur (ECU_E) comportant une mémoire (MEM) stockant des instructions de programme (SW0) pour la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4. Calculateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit calculateur est un calculateur de contrôle moteur (ECU_E). Véhicule ayant une chaîne de traction comprenant un moteur thermique (MT) et une boîte de vitesse automatique (BVA), et un système de conduite assistée (ADAS) fournissant une consigne de couple à la roue (Cw) pour le pilotage de ladite chaîne de traction (GMP), caractérisé en ce qu’il comprend également un calculateur (ECU_E) selon la revendication 5 ou 6. Véhicule selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit système de conduite assistée est un système avancé d’aide à la conduite (ADAS).