Brevet FR3147325A1 — publié le 20241004

Le procédé est mis en œuvre dans un véhicule ayant une chaîne de traction comprenant un moteur thermique (MT) et une boîte de vitesse automatique (BVA), le procédé déterminant une consigne de couple moteur (Ce) lors d’un changement de rapport de vitesse, d’un rapport engagé (Re) vers un rapport cible (Re), en fonction d’une consigne de couple à la roue (Cw), d’une évaluation d’un couple inertiel à prendre en compte pour le changement de rapport de vitesse et d’une démultiplication globale de la chaîne de traction. Conformément à l’invention, l'évaluation du couple inertiel à prendre en compte est faite en fonction du rapport cible (Rc). Figure 1 PROCÉDÉ DE DÉTERMINATION D’UNE CONSIGNE DE COUPLE MOTEUR LORS D’UN CHANGEMENT DE RAPPORT 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’une consigne de couple moteur lors d’un changement de rapport dans un groupe motopropulseur thermique à boîte de vitesse automatique équipant un véhicule automobile. L’invention est applicable en particulier lors du pilotage d’un groupe motopropulseur thermique à boîte de vitesse automatique par un radar d’un système avancé d’aide à la conduite dit « ADAS » (pour « Advanced Driver Assist System » en anglais). La 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 transmission. Le convertisseur de couple TC est équipé d’un embrayage de pontage EP. Un arbre primaire AP de la boîte de vitesse est couplé via le convertisseur de couple TC à l’arbre moteur et au volant d’inertie VL du moteur thermique MT. Un arbre de sortie AS de la boîte de vitesse est couplé aux roues WH du véhicule, via le dispositif différentiel DI. Le convertisseur de couple TC est agencé entre le moteur thermique MT et la boîte de vitesse BV afin d’assurer la transmission du couple moteur vers la boîte BV, le dispositif différentiel DI et les roues WH. Le convertisseur de couple TC comprend notamment une turbine pompe TP entrainée en rotation par le moteur thermique MT, une turbine réceptrice TR solidaire de l’arbre primaire AP et un stator ST agencé entre les turbines TP et TR. L’embrayage EP assure une fonction de pontage/dépontage dans le convertisseur de couple TC. L’embrayage EP est commandé en fermeture lorsque la turbine pompe TP et la turbine réceptrice TR tournent sensiblement à la même vitesse. Le convertisseur TC est alors dit « ponté », avec la liaison mécanique entre les turbines TP et TR rendue solidaire par la fermeture de l’embrayage EP, pour une transmission intégrale du couple moteur par le convertisseur TC. Lorsque l’embrayage EP est ouvert, le convertisseur TC, qui est alors dit « déponté », procure la conversion de couple via ses moyens fonctionnels, à savoir, les turbines TP, TR, le stator ST et l’huile. 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 radar RD d’un système avancé d’aide à la conduite « ADAS », par exemple, avec la fonction de régulateur de vitesse adaptatif dite « ACC » (pour « Adaptatif Cruise Control » en anglais) ou la fonction de stationnement automatique de niveau 4 dite « CPK4 » (pour « City Park - level 4 », le radar RD fournit une consigne de couple à la roue Cw directement au calculateur de contrôle moteur ECU_E, pour le pilotage du groupe motopropulseur GMP. Pour respecter la consigne de couple à la roue Cw fournie par le radar RD, le calculateur de contrôle moteur ECU_E doit fournir au moteur thermique MT une consigne de couple moteur Ce qui prend en compte la démultiplication introduite par le système de transmission TR et le couple inertiel du moteur thermique à la roue. Pour cela, il est utilisé les égalités suivantes : 1) Cj = Jdω/dt, 2) Cw = α.Ce – Cj, dans lesquelles Cj = Jdω/dt est le couple inertiel du moteur thermique à la roue et α est la démultiplication globale introduite par le système de transmission TR, avec J étant l’inertie totale entre le moteur thermique et la roue, ramené au niveau de l’arbre primaire AP, ω et dω/dt étant respectivement la vitesse angulaire et l’accélération angulaire de l’arbre primaire AP. Lorsque le convertisseur de couple TC est déponté, l’inertie totale J à prendre en compte pour le calcul du couple inertiel est donnée par la somme des inerties du dispositif différentiel DI, de la boîte de vitesse BV et de la turbine réceptrice TR. Lorsque le convertisseur de couple TC est ponté, l’inertie totale J à prendre en compte pour le calcul du couple inertiel est donnée par la somme des inerties du dispositif différentiel DI, de la boîte de vitesse BV, du convertisseur de couple TC et du moteur thermique MT. L’inertie de la boîte de vitesse BV est dépendante du rapport engagé. Pendant les changements de rapport de la boîte de vitesse BV, le couple inertiel total Cj subit une variation importante, du fait que le rapport de la boîte de vitesse BV change et que le régime de l’arbre primaire AP varie rapidement. Dans l’état de la technique, pour déterminer la consigne de couple moteur Ce lors d’un changement de rapport dans la boîte de vitesse BV, d’un rapport engagé X vers un rapport cible Y, le couple inertiel Cj est estimé en fonction d’une information de rapport engagé Re=X connue du calculateur de contrôle moteur ECU_E. Compte-tenu que l’information de rapport engagé Re ne change de Re=X à Re=Y qu’en fin changement de rapport, il en résulte que le couple inertiel Cj est estimé pendant tout le changement de rapport avec l’information Re=X du rapport initial. Avec une consigne de couple moteur Ce déterminée conformément à la méthode connue susmentionnée, l’entité inventive a constaté, en fin de changement de rapport, un sur-couple à la roue lorsque le changement de rapport est montant et un manque de couple à la roue lorsque le changement de rapport est descendant, c’est-à-dire en rétrogradation. Le sur-couple à la roue constaté lors du changement de rapport montant constitue une erreur de suivi de consigne qui est due à une surévaluation du couple inertiel à compenser. Le manque de couple à la roue constaté lors du changement de rapport descendant constitue une erreur de suivi de consigne qui est due à une sous-évaluation du couple inertiel à compenser. A titre illustratif, la montre un relevé de couple à la roue Cw obtenu lors d’un changement de rapport montant avec un pilotage du groupe motopropulseur GMP par le radar RD pour une régulation « ACC » selon la technique antérieure, c’est-à-dire, avec le couple inertiel qui est estimé en fonction de l’information de rapport engagé. Le sur-couple à la roue en fin de changement de rapport montant est visible dans le cercle en trait continu CTC1. La présente invention vise à apporter une solution à l’inconvénient exposé plus haut de l’état de la technique en procurant un nouveau procédé pour déterminer la consigne de couple moteur à fournir à un groupe motopropulseur thermique avec boîte de vitesse automatique lors d’un changement de rapport, pour un suivi satisfaisant d’une consigne de couple à la roue. Selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de détermination d’une consigne de couple moteur lors d’un changement de rapport de vitesse, d’un rapport engagé vers un rapport cible, dans une chaîne de traction d’un véhicule équipé d’un moteur thermique et d’une boîte de vitesse automatique, la consigne de couple moteur étant déterminée en fonction d’une consigne de couple à la roue, d’une évaluation d’un couple inertiel à prendre en compte pour le changement de rapport de vitesse et d’une démultiplication globale de la chaîne de traction. Conformément à l’invention, l'évaluation du couple inertiel à prendre en compte est faite en fonction du rapport cible. Selon une caractéristique particulière, l'évaluation du couple inertiel à prendre en compte est faite aussi en fonction du rapport engagé, en considérant une inertie de la chaîne de traction comme étant égale à une interpolation entre une première valeur d’inertie de chaîne de traction résultant du rapport engagé et une deuxième valeur d’inertie de chaîne de traction résultant du rapport cible. Selon une autre caractéristique particulière, le couple inertiel à prendre en compte est évalué en temps réel pendant la durée du changement de rapport de vitesse par une fonction de transition délivrant une valeur instantanée du couple inertiel à prendre en compte variant entre une première valeur de couple inertiel résultant du rapport engagé et d’un première régime de vitesse associé audit rapport engagé et une deuxième valeur de couple inertiel résultant du rapport cible et d’un deuxième régime de vitesse associé audit rapport cible. Selon encore une autre caractéristique particulière, la fonction de transition est une fonction linéaire. 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. Selon une caractéristique particulière, le calculateur est un calculateur de contrôle moteur. L’invention concerne aussi un véhicule ayant une chaîne de traction comprenant un moteur thermique et une boîte de vitesse automatique, et des moyens de pilotage de la chaîne de traction par une consigne de couple à la roue, dans lequel est inclus un calculateur comme indiqué ci-dessus. Selon une caractéristique particulière, les moyens de pilotage du véhicule comprennent un radar d’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 de plusieurs modes de réalisation particuliers 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 exemple de relevé du couple à la roue obtenu avec la technique antérieure lors d’un changement de rapport montant dans le groupe motopropulseur thermique de la . La est un bloc-diagramme fonctionnel d’un premier mode de réalisation du procédé de l’invention. La est un exemple de relevé du couple à la roue obtenu avec le premier mode de réalisation du procédé de l’invention lors d’un changement de rapport montant dans le groupe motopropulseur thermique de la . La est un bloc-diagramme fonctionnel d’un deuxième mode de réalisation du procédé de l’invention. La est un bloc-diagramme fonctionnel d’un troisième mode de réalisation du procédé de l’invention. En référence plus particulièrement à la , il est maintenant décrit un premier 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 SW0 est hébergé dans une mémoire MEM du calculateur de contrôle moteur ECU_E et implémente un algorithme ayant pour fonction, lors d’un changement de rapport, de convertir la consigne de couple à la roue Cw reçue en une consigne de couple moteur Ce pour la commande du moteur thermique MT. Le module logiciel SW0 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 de contrôle moteur ECU_E. Le calculateur de contrôle moteur ECU_E, sous la supervision du module logiciel SW0, coopère notamment avec le calculateur de contrôle de transmission ECU_T pour la mise en œuvre du procédé selon l’invention. De manière générale, le module logiciel SW0 détermine la consigne de couple moteur Ce qui correspond à la consigne de couple à la roue Cw en exploitant l’égalité 1) sus-indiquée et l’égalité 3) suivante déduite de l’égalité 2) sus-indiquée, à savoir : 1) Cj = Jdω/dt, 3) Ce = (Cw+ Cj)/ α. Contrairement à l’état de la technique qui, lors d’un changement de rapport d’un rapport engagé Re=X vers un rapport cible Rc=Y, utilise le rapport engagé Re=X pour estimer le couple inertiel Cj du moteur thermique à la roue, l’invention, dans ce mode de réalisation, prévoit d’utiliser le rapport cible Rc=Y à la place du rapport engagé Re=X pour l’estimation du couple inertiel Cj. Le module logiciel SW0 reçoit en entrée la consigne de couple à la roue Cw, l’information de rapport cible Rc=Y, une information de régime Nap de l’arbre primaire AP et l’information de démultiplication globale α du système de transmission TR et délivre en sortie la consigne de couple moteur Ce. Le module logiciel SW0 comprend essentiellement quatre fonctions F1 à F4 pour déterminer la consigne de couple moteur Ce correspondant à la consigne de couple à la roue Cw. La fonction F1 est une cartographie qui, lors du changement de rapport de Re=X vers Rc=Y, reçoit en entrée le rapport cible Rc=Y et délivre en sortie l’inertie J du moteur thermique à la roue. La fonction F2 reçoit en entrée l’inertie J délivrée par la fonction F1 et le régime Nap et calcule le couple inertiel Cj en exploitant l’égalité 1) ci-dessus. La fonction F3 ajoute le couple inertiel Cj, calculé par la fonction F2, à la consigne de couple à la roue Cw et délivre la somme obtenue Cw+Cj à la fonction F4. La consigne de couple moteur Ce est fournie en sortie par la fonction F4 qui détermine celle-ci en divisant la somme Cw+Cj par la démultiplication globale α du système de transmission TR. A titre illustratif, la montre un relevé de couple à la roue Cw obtenu lors d’un changement de rapport montant avec un pilotage du groupe motopropulseur selon le premier mode de réalisation décrit ci-dessus du procédé de l’invention, c’est-à-dire, avec le couple inertiel qui est estimé en fonction de l’information de rapport cible. Comme visible dans ce relevé, dans le cercle en trait continu CTC2, l’invention permet d’éliminer le sur-couple à la roue en fin de changement de rapport montant de la technique antérieure. Par contre, un manque de couple, visible dans le cercle en trait discontinu CTD, apparait en début de changement de rapport montant. Des résultats en concordance avec ceux illustrés à la sont obtenus lors d’un changement de rapport descendant, avec la suppression du manque de couple à la roue de la technique antérieure en fin de changement de rapport descendant et l’apparition d’un sur-couple à la roue en début de changement de rapport descendant. Le manque de couple à la roue en début de changement de rapport montant est moins critiqué par les utilisateurs que le sur-couple à la roue en fin de changement de rapport montant. Par ailleurs, les changements de rapport descendants sous charge sont relativement rares lors des pilotages par les systèmes « ADAS », ce qui limite l’inconvénient du sur-couple à la roue en début de changement de rapport descendant. De cela, il résulte que le premier mode de réalisation décrit ci-dessus du procédé de l’invention conviendra pour certaines applications. Pour un suivi plus précis de la consigne de couple à la roue, l’invention propose un deuxième mode et un troisième mode de réalisation du procédé décrits ci-après en référence plus particulièrement à la et à la , respectivement. L’accroissement du nombre d’informations prises en compte améliore le suivi obtenu de la consigne de couple à la roue. En référence à la , le deuxième mode de réalisation du procédé de l’invention est mis en œuvre au moyen d’un module logiciel SW1. Le module logiciel SW1 reçoit en entrée la consigne de couple à la roue Cw, les informations de rapport engagé Re=X et de rapport cible Rc=Y, l’information de régime Nap de l’arbre primaire AP et l’information de démultiplication globale α du système de transmission TR et délivre en sortie la consigne de couple moteur Ce. Le module logiciel SW1 comprend essentiellement cinq fonctions F10, F11 et F2 à F4. Dans ce deuxième mode de réalisation, l’inertie J prise en compte est déterminée par les fonctions F10 et F11, les fonctions F2 à F4 restant identiques à celles du premier mode de réalisation du procédé. La fonction F10 est une cartographie qui, lors du changement de rapport de Re=X vers Rc=Y, reçoit en entrée le rapport engagé Re=X et le rapport cible Rc=Y et délivre en sortie des inerties respectives Je et Jc du moteur thermique à la roue. La fonction F11 reçoit en entrée les inerties Je et Jc et calcule l’inertie J à prendre en compte par interpolation, par exemple, en déterminant J=(Je+Jc)/2. L’inertie J est ensuite fournie en entrée à la fonction F2, conjointement avec le régime Nap, pour le calcul du couple inertiel Cj. La fonction F3 reçoit en entrée la consigne de couple à la roue Cw et le couple inertiel Cj délivré par la fonction F2 et calcule la somme Cw+Cj. La fonction F4 détermine la consigne de couple moteur Ce en divisant la somme Cw+Cj par la démultiplication globale α du système de transmission TR. En référence à la , le troisième mode de réalisation du procédé de l’invention est mis en œuvre au moyen d’un module logiciel SW2. Le module logiciel SW2 reçoit en entrée la consigne de couple à la roue Cw, les informations de rapport engagé Re=X et de rapport cible Rc=Y, une information de régime Nsb de l’arbre de sortie de la boîte de vitesse BV et l’information de démultiplication globale α du système de transmission TR et délivre en sortie la consigne de couple moteur Ce. Le module logiciel SW3 comprend essentiellement huit fonctions F10, F12 à F16, F3 et F4. Les fonctions F10, F3 et F4 restent identiques à celles du deuxième mode de réalisation du procédé. Dans ce troisième mode de réalisation, un couple inertiel en début de changement de rapport Cje et un couple inertiel en fin de changement de rapport Cjc sont calculés respectivement pour le rapport engagé Re=X et le rapport cible Rc=Y, au moyen des fonctions F10, et F12 à F15. Le couple inertiel Cj à prendre en compte est estimé en temps réel pendant la durée du changement de rapport, au moyen de la fonction de transition F16 qui calcule les valeurs de Cj entre Cj=Cje et Cj=Cjc. La fonction F10 est une cartographie qui, lors du changement de rapport de Re=X vers Rc=Y, reçoit en entrée le rapport engagé Re=X et le rapport cible Rc=Y et délivre en sortie les inerties respectives Je et Jc du moteur thermique à la roue. Les fonctions F12 et F13 reçoivent en entrée le régime Nsb de l’arbre sortie de la boîte de vitesse et délivrent des régimes d’arbre primaire Nape et Napc correspondant au rapport engagé Re=X et au rapport cible Rc=Y, respectivement. Les régimes Nape et Napc sont calculés à partir du régime Nsb et des démultiplications De et Dc correspondant aux rapports Re=X et Rc=Y, respectivement. La fonction F14 calcule le couple inertiel Cje à partir de l’inertie Je et du régime d’arbre primaire Nape. La fonction F15 calcule le couple inertiel Cjc à partir à l’inertie Jc et du régime d’arbre primaire Napc. Pendant la durée du changement de rapport, la fonction F16 calcule en temps réel la valeur instantanée du couple inertiel Cj à l’aide de la fonction de transition suivante : 4) Cj=(1-x).Cje + x.Cjc, avec x étant une variable temporelle évoluant de 0 à 1 entre le début et la fin du changement de rapport. Typiquement, la fonction de transition susmentionnée est une fonction linéaire. La fonction F3 reçoit en entrée la consigne de couple à la roue Cw et le couple inertiel Cj délivré par la fonction F16 et calcule la somme Cw+Cj. La fonction F4 détermine la consigne de couple moteur Ce en divisant la somme Cw+Cj par la démultiplication globale α du système de transmission TR. La présente invention procure des solutions à faible coût, basées sur du logiciel, qui améliorent la précision du pilotage du couple à la roue lors des changements de rapport dans un véhicule équipé d’un groupe motopropulseur thermique à boîte de vitesse automatique, ainsi que le confort des utilisateurs. 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, pourra apporter différentes modifications et variantes entrant dans le champ de protection de l’invention. Procédé de détermination d’une consigne de couple moteur (Ce) lors d’un changement de rapport de vitesse, d’un rapport engagé (Re) vers un rapport cible (Rc), dans une chaîne de traction (GMP) d’un véhicule équipé d’un moteur thermique (MT) et d’une boîte de vitesse automatique (BVA), ladite consigne de couple moteur (Ce) étant déterminée en fonction d’une consigne de couple à la roue (Cw), d’une évaluation d’un couple inertiel à prendre en compte (Cj) pour ledit changement de rapport de vitesse et d’une démultiplication globale (α) de ladite chaîne de traction, caractérisé en ce que l'évaluation (F1, F2) dudit couple inertiel à prendre en compte (Cj) est faite en fonction dudit rapport cible (Rc). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'évaluation (F10, F11, F2) dudit couple inertiel à prendre en compte (Cj) est faite aussi en fonction dudit rapport engagé (Re), en considérant une inertie (J) de ladite chaîne de traction comme étant égale à une interpolation (F11) entre une première valeur d’inertie de chaîne de traction (F10, Je) résultant dudit rapport engagé (Re) et une valeur d’inertie de chaîne de traction (F10, Jc) résultant dudit rapport cible (Rc). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit couple inertiel à prendre en compte (Cj) est évalué en temps réel pendant la durée dudit changement de rapport de vitesse par une fonction de transition (F16) délivrant une valeur instantanée dudit couple inertiel à prendre en compte (Cj) variant entre une première valeur de couple inertiel (Cje) résultant dudit rapport engagé (Re) et d’un première régime de vitesse (Nape) associé audit rapport engagé (Re) et une deuxième valeur de couple inertiel (Cjc) résultant dudit rapport cible (Rc) et d’un deuxième régime de vitesse (Napc) associé audit rapport cible (Rc). Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite fonction de transition (F16) est une fonction linéaire. Calculateur (ECU_E) comportant une mémoire (MEM) stockant des instructions de programme (SW0, SW1, SW2) 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 des moyens de pilotage (RD) de ladite chaîne de traction (GMP) par une consigne de couple à la roue (Cw), 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 lesdits moyens de pilotage comprennent un radar (RD) d’un système avancé d’aide à la conduite (ADAS).