Brevet FR3156410A1 — publié le 20250613

L’invention porte sur un procédé de gestion du fonctionnement d’un moteur thermique (2) ou d’un moteur électrique (3) d’un véhicule automobile (1) équipé d’une boite de vitesses (4) à crabots entraînée par ledit moteur thermique (2) et ledit moteur électrique (3), ledit procédé étant mis en œuvre par un dispositif informatique (100) embarqué à bord du véhicule. L’invention concerne également un dispositif (100) mettant en œuvre un tel procédé, ainsi qu’un véhicule (1) automobile comprenant un tel dispositif. Figure pour l’abrégé : 1 Procédé et dispositif de gestion du fonctionnement d’un moteur thermique ou d’un moteur électrique d’un véhicule automobile équipé d’une boite de vitesses à crabots Domaine technique de l’invention La présente invention concerne le domaine des systèmes informatiques et électroniques embarqués à bord des véhicules automobiles pour gérer leur fonctionnement, en particulier les véhicules automobiles à motorisation hybride équipés de boites de vitesses à crabots. L’invention porte en particulier sur un procédé de gestion du fonctionnement d’un moteur thermique ou d’un moteur électrique d’un véhicule automobile équipé d’une boite de vitesses à crabots entraînée par ledit moteur thermique et ledit moteur électrique, ledit procédé étant mis en œuvre par un dispositif informatique embarqué à bord du véhicule. L’invention concerne également un dispositif mettant en œuvre un tel procédé, ainsi qu’un véhicule automobile qui embarque un tel dispositif. L’invention s’applique aux véhicules automobiles tels que les véhicules terrestres à moteur, notamment les voitures. État de la technique antérieure Certains véhicules automobiles hybrides (i.e. à motorisation hybride thermique et électrique) sont équipés d’une boite de vitesse à crabots qui est entraînée conjointement par un moteur thermique et au moins un moteur électrique, un ou plusieurs crabots de la boite étant ainsi entraînés par le moteur thermique tandis qu’un ou plusieurs autres sont entraînés par le moteur électrique. Dans un tel véhicule, une action effectuée par le conducteur sur la pédale d’accélérateur du véhicule est donc interprétée par les calculateurs du véhicule afin de gérer le fonctionnement de la boite de vitesses, en particulier en fonction d’une stratégie de fonctionnement qui établit un rapport de boite de vitesses en fonction d’une valeur du couple du véhicule demandé et celui des moteurs, notamment en fonction de consignes de couple qui sont déterminées. Or, pour décraboter un crabot et, donc, le moteur qu’il l’entraîne, il faut annuler le couple au crabot avant de pouvoir désengager le crabot. Dans le même temps, pour conserver la bonne valeur de couple à la roue, il faut compenser la chute de couple de la machine qu’on cherche à décraboter par les autres machines disponibles. Cette opération s’appelle l’équilibrage de couple (en anglais balancing). Cependant, les machines n’ont pas les mêmes dynamiques. En effet, une machine électrique sera très rapide et très précise en dynamique, alors qu’un moteur thermique sera plus lent et moins précis. De plus, il existe une certaine latence entre le moment où une estimation du couple de la machine dont on réduit le couple en vue de son décrabotage est reçue et le temps qu’il faut pour déterminer l’équilibrage de couple, càd. le couple de la machine qui va rester à la roue, et pour finalement envoyer la consigne de couple à l’actionneur concerné. Ce déphasage entre la chute du couple du premier moteur et le délai de réactivité du second crée une non-continuité du couple à la roue qui génère un choc, en particulier lors d’une demande soudaine d’accélération franche, que ce soit lorsque le conducteur appuie fortement sur la pédale d’accélérateur ou lorsqu’un régulateur de vitesse ou tout autre calculateur d’un système d’aide à la conduite génère une commande ou une instruction équivalente. L’invention vise à pallier ce problème. Elle a en particulier pour but de fournir une solution pour, dans un véhicule hybride équipé d’une boite de vitesses à crabots, minimiser le risque de génération d’un choc tout en améliorant le temps de réponse à l’accélération. Par ce biais, l’invention a pour objectif d’améliorer le confort et les performances des véhicules automobiles hybrides équipés de boite de vitesses à crabots. Afin d’atteindre ces objectifs, l’invention concerne, selon un premier aspect, un procédé de gestion du fonctionnement d’un moteur thermique ou d’un moteur électrique d’un véhicule automobile équipé d’une boite de vitesses à crabots entraînée par ledit moteur thermique et ledit moteur électrique, ledit procédé étant mis en œuvre par un dispositif informatique embarqué à bord du véhicule et comprenant les étapes de : déterminer si une première condition est remplie, ladite première condition étant remplie lorsqu’il est établi qu’une valeur du couple du véhicule demandé augmente au-delà d’une valeur seuil préétablie ; obtenir des données caractérisant une stratégie de fonctionnement de ladite boite de vitesses qui est établie en fonction de ladite valeur du couple du véhicule demandé ; déterminer si une deuxième condition est remplie, ladite deuxième condition étant remplie lorsqu’il est établi que ladite stratégie implique le décrabotage d’un crabot de ladite boite de vitesses qui est entraîné par ledit moteur thermique ou par ledit moteur électrique ; et, gérer le fonctionnement dudit moteur thermique ou dudit moteur électrique en fonction de données caractérisant une première consigne de couple lorsqu’il est établi que ladite première condition et ladite deuxième condition sont remplies ou en fonction de données caractérisant une deuxième consigne de couple sinon, ladite première consigne de couple définissant une décroissance de couple plus soudaine que ladite deuxième consigne de couple. Selon une variante, l’étape iv) peut être réalisée en regard dudit moteur thermique lorsque ledit décrabotage impliqué par ladite stratégie concerne un crabot de ladite boite de vitesses qui est entraîné par ledit moteur thermique. Selon une autre variante, l’étape iv) peut être réalisée en regard dudit moteur électrique lorsque ledit décrabotage impliqué par ladite stratégie concerne un crabot de ladite boite de vitesses qui est entraîné par ledit moteur électrique. Selon encore une autre variante, ladite stratégie peut établir, en lien avec au moins un instant postérieur à l’instant courant, un rapport de ladite boite de vitesses. Selon encore une autre variante, la valeur seuil peut être comprise entre 800 Nm et 1500 Nm. Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un dispositif de gestion du fonctionnement du fonctionnement d’un moteur thermique ou d’un moteur électrique d’un véhicule automobile équipé d’une boite de vitesses à crabots entraînée par ledit moteur thermique et ledit moteur électrique, le dispositif comprenant au moins une unité de traitement d’informations, comprenant au moins un processeur, et un support de stockage de données, qui sont configurés pour mettre en œuvre un procédé tel que décrit ci-dessus. Selon un troisième aspect, l’invention concerne un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes d’un procédé tel que décrit ci-dessus lorsque ledit programme est exécuté par au moins un processeur. Selon un quatrième aspect, l’invention concerne un support utilisable dans un ordinateur sur lequel un programme tel que décrit ci-dessus est enregistré. Selon un cinquième aspect, l’invention concerne un véhicule automobile qui embarque un dispositif tel que décrit ci-dessus. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des figures annexées, dans lesquelles : FIG. 1 est une illustration schématique d’un véhicule automobile selon l’invention ; FIG. 2 est un diagramme fonctionnel d’un dispositif selon l’invention ; FIG. 3 est un logigramme des étapes d’un procédé selon l’invention ; et FIG. 4 illustre la mise en œuvre d’au moins une étape du procédé selon l’invention. Description détaillée de l’invention La FIG. 1 illustre schématiquement un véhicule automobile 1 selon l’invention. Il s’agit d’un véhicule hybride comprenant un moteur thermique 2 et au moins un moteur électrique 3 qui entraînent conjointement une boite de vitesses 4 à crabots. Ainsi, certains crabots de la boite de vitesses 4 sont entraînés par le moteur thermique 2, tandis que d’autres crabots sont entraînés par le moteur électrique 3. Selon un mode de réalisation préféré, le moteur thermique 2 entraîne quatre crabots, de sorte à produire quatre rapports de boite de vitesses, tandis que le moteur électrique 3 entraîne deux crabots, de sorte à produire deux rapports de boite de vitesses. Pour gérer le fonctionnement de ces différents éléments, le véhicule 1 selon l’invention embarque préférentiellement un premier calculateur 5 qui gère le fonctionnement de la boite de vitesses 4, en étant notamment configuré pour déterminer, en fonction d’une valeur du couple du véhicule demandé, une stratégie de fonctionnement de la boite de vitesses 4 qui, comme on le verra plus bas, établit directement ou indirectement les positions crabotées ou décrabotées des crabots de la boite de vitesses 4 au cours du temps. Un deuxième calculateur 6 gère le fonctionnement du moteur thermique 2, en étant notamment configuré pour déterminer une consigne de couple, i.e. une distribution temporelle de valeurs de couple, en fonction d’une valeur du couple du véhicule demandé. Un troisième calculateur 7 gère de manière similaire le fonctionnement du moteur électrique 3, en étant également configuré pour déterminer une consigne de couple en fonction d’une valeur du couple du véhicule demandé. Un quatrième calculateur 8 est configuré pour déterminer une valeur du couple du véhicule demandé en fonction d’une action effectuée sur la pédale d’accélérateur du véhicule, action qui est détectée et mesurée au moyen d’un capteur approprié (non représenté), ou en fonction d’une instruction transmise par un régulateur de vitesse 9 ou un système d’aide à la conduite 10 du véhicule 1. Enfin, le véhicule 1 selon l’invention embarque avantageusement un dispositif 100 selon l’invention de gestion du fonctionnement d’un moteur thermique ou d’un moteur électrique d’un véhicule automobile équipé d’une boite de vitesses à crabots entraînée par ledit moteur thermique et ledit moteur électrique, tel que décrit ci-dessous, qui met en œuvre un procédé selon l’invention de gestion du fonctionnement d’un moteur thermique ou d’un moteur électrique d’un véhicule automobile équipé d’une boite de vitesses à crabots entraînée par ledit moteur thermique et ledit moteur électrique, tel que résumé brièvement ci-dessous et décrit en détail plus bas. Lors de la mise en œuvre du procédé, le dispositif 100 selon l’invention détermine si la valeur du couple du véhicule demandé, qui est établie par le quatrième calculateur 8 en fonction d’une action effectuée par le conducteur sur la pédale d’accélérateur du véhicule 1 ou d’une instruction transmise par le régulateur de vitesse 9 ou le système d’aide à la conduite 10, augmente au-delà d’une valeur seuil préétablie. Parallèlement, il détermine si une stratégie de fonctionnement de la boite de vitesses 4, qui est établie par le premier calculateur 5, implique le décrabotage d’un crabot de la boite de vitesses 4 qui est entraîné par le moteur thermique 2 ou par le moteur électrique 3. Et lorsque ces deux conditions sont remplies, le dispositif 100 selon l’invention gère alors le fonctionnement du moteur thermique 2 ou du moteur électrique 3 en fonction d’une première consigne de couple, tandis qu’il gère le fonctionnement du moteur thermique 2 ou du moteur électrique 3 en fonction d’une deuxième consigne de couple si l’une ou l’autre des conditions n’est pas remplie. De manière avantageuse, la première consigne de couple définit une décroissance de couple plus soudaine que la deuxième consigne de couple. Ainsi, le fonctionnement du moteur thermique 2 ou du moteur électrique 3 est géré de manière différente selon qu’une demande d’accélération franche et soudaine intervient et qu’un décrabotage est nécessaire, ce qui permet de minimiser la latence à l’accélération du moteur thermique 2 ou du moteur électrique 3 lorsqu’un décrabotage d’un crabot entraîné par l’un ou l’autre est prévu. C’est ainsi que l’on améliore le confort et les performances des véhicules automobiles hybrides équipés de boite de vitesses à crabots. Sur la FIG. 2 est illustré un schéma bloc du dispositif 100 selon l’invention de gestion du fonctionnement d’un moteur thermique ou d’un moteur électrique d’un véhicule automobile équipé d’une boite de vitesses à crabots entraînée par ledit moteur thermique et ledit moteur électrique. Il s’agit essentiellement d’un appareil informatique, qui comprend au moins une unité de traitement d’informations 101, comportant un ou plusieurs processeurs, un support de stockage de données 102, sur lequel est notamment enregistré un programme qui comprend des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon l’invention décrit plus loin, et une interface d’entrée et sortie 103 permettant la réception et l’émission de données. Préférentiellement, le dispositif 100 selon l’invention est intégré à un calculateur indépendant et il interagit par le biais de son interface d’entrée et sortie 103 et au moyen d’un réseau de communication filaire du véhicule (e.g. CAN, Ethernet, MOST, etc.) – matérialisé par les flèches sur la FIG. 1 – avec le deuxième calculateur 6, celui qui gère le fonctionnement du moteur thermique 2, et avec le troisième calculateur 7, celui qui gère le fonctionnement du moteur électrique 3. Alternativement, le dispositif 100 selon l’invention fait partie partiellement ou intégralement de l’un ou l’autre de ces calculateurs. Grâce à ces moyens, le dispositif 100 selon l’invention peut donc, notamment, déterminer une valeur courante du couple du véhicule 1 et il peut obtenir des données caractérisant une valeur du couple du véhicule demandé en interagissant avec le quatrième calculateur 8. Il peut aussi gérer le fonctionnement du moteur thermique 2, en interagissant pour ce faire soit avec le deuxième calculateur 6 soit directement avec le moteur thermique 2, et il peut également gérer le fonctionnement du moteur électrique 3, soit en interagissant avec le troisième calculateur 7 soit directement avec le moteur électrique 3. Selon l’invention, tous les éléments décrits ci-dessus concourent pour permettre la mise en œuvre d’un procédé de gestion du fonctionnement d’un moteur thermique ou d’un moteur électrique d’un véhicule automobile équipé d’une boite de vitesses à crabots entraînée par ledit moteur thermique et ledit moteur électrique, tel que décrit ci-dessous en lien avec les figures 3-4. La FIG. 3 illustre au moyen d’un logigramme les étapes du procédé selon l’invention. Selon une première étape 301 du procédé selon l’invention, le dispositif 100 selon l’invention détermine si une première condition est remplie, ladite première condition étant remplie lorsqu’il est établi qu’une valeur du couple du véhicule demandé augmente au-delà d’une valeur seuil préétablie. Autrement dit, le dispositif 100 selon l’invention détermine tout d’abord si l’on se trouve dans la situation mentionnée en préambule, à savoir celle d’une demande d’accélération franche et soudaine. Une telle demande se produit lorsque le conducteur appuie fortement sur la pédale d’accélérateur et, de la même manière, si c’est le régulateur de vitesse 9 ou le système d’aide à la conduite 10 qui génère une instruction équivalente. Et, dans ces cas, le couple demandé augmente fortement. Ainsi, le dispositif 100 selon l’invention s’attache avantageusement au cours de cette première étape 301 à surveiller cette situation qui est susceptible d’engendrer un choc et/ou un délai à l’accélération et, de ce fait, un confort amoindri et/ou une perte de performance. Pour mettre en œuvre cette première étape, le dispositif 100 selon l’invention interagit avec le quatrième calculateur 8 afin d’obtenir la valeur du couple du véhicule demandé, que celui-ci établit en fonction d’une action effectuée sur la pédale d’accélérateur du véhicule 1 ou d’une instruction générée par le régulateur 9 ou le système d’aide à la conduite 10. De même, il obtient la valeur courante du couple du véhicule 1 en interagissant aussi avec ce même calculateur. Concernant la valeur seuil, par exemple comprise entre 800 Nm et 1500 Nm, elle a préférentiellement été enregistrée sur le support de stockage de données 102 du dispositif 100 selon l’invention au moment de la conception du véhicule. Ensuite, selon une deuxième étape 302 du procédé selon l’invention, le dispositif 100 selon l’invention obtient des données caractérisant une stratégie de fonctionnement de la boite de vitesses 4 qui est établie en fonction de la valeur du couple du véhicule demandé. Ainsi, le dispositif 100 selon l’invention s’attache au cours de cette étape à obtenir, en interagissant pour cela avec le premier calculateur 5 qui gère le fonctionnement de la boite de vitesses 4, une stratégie de fonctionnement de la boite de vitesses 4, que le premier calculateur 5 établit en fonction de la valeur du couple du véhicule demandé qui lui est transmise par le quatrième calculateur 8. Cette stratégie de fonctionnement définit un rapport de la boite de vitesses 4 qui permet de satisfaire la valeur du couple du véhicule demandé. Préférentiellement, la stratégie de fonctionnement définit deux rapports de la boite de vitesses 4, un premier rapport pour le moteur thermique 2 et un deuxième rapport pour le moteur électrique 3. Autrement dit, la stratégie de fonctionnement de la boite de vitesses 4 établit, en lien avec au moins un instant postérieur à l’instant courant, au moins un rapport de la boite de vitesses 4. De ce fait, elle établit indirectement les positions crabotées et décrabotées des crabots de la boite de vitesses 4. Ensuite, selon une troisième étape 303 du procédé selon l’invention, le dispositif 100 selon l’invention détermine si une deuxième condition est remplie, en considérant que tel est le cas lorsqu’il établit que ladite stratégie de fonctionnement implique le décrabotage d’un crabot de la boite de vitesses 4 qui est entraîné par le moteur thermique 2 ou par le moteur électrique 3. En d’autres termes, le dispositif 100 selon l’invention détermine à ce stade si le moteur thermique 2 et/ou le moteur électrique 3 vont l’un ou l’autre être ultérieurement craboté ou décraboté pour satisfaire la valeur du couple du véhicule demandé. Cela est avantageux dans le sens où un tel crabotage ou décrabotage de l’un ou l’autre des moteurs intervient justement dans la situation à l’origine de désagréments mentionnée en préambule. En effet, lors d’une relance d’accélération effectuée par le conducteur ou lorsqu’une instruction correspondante est générée, le moteur thermique 2 et/ou le moteur électrique 3 vont devoir être décrabotés, et c’est justement cela qui engendre le déphasage qui amoindrit les performances du véhicule 1. Selon une quatrième étape 304 du procédé selon l’invention, le dispositif 100 selon l’invention gère le fonctionnement du moteur thermique 2 ou du moteur électrique 3 en fonction de données caractérisant une première consigne de couple lorsqu’il établit que la première condition et la deuxième condition sont remplies ou en fonction de données caractérisant une deuxième consigne de couple sinon. De manière avantageuse, la première consigne de couple définit une décroissance de couple plus soudaine que la deuxième consigne de couple. Pour mettre en œuvre cette étape, le dispositif 100 selon l’invention interagit avec le deuxième calculateur 6 ou le troisième calculateur 7, en lui transmettant une commande d’utilisation de la première consigne de couple ou de la deuxième consigne de couple pour gérer le fonctionnement du moteur correspondant. Alternativement, il gère par lui-même le fonctionnement du moteur thermique 2 ou du moteur électrique 3 en fonction de la première ou de la deuxième consigne de couple. On a représenté pour plus de clarté sur la FIG. 4 des graphiques qui illustrent la situation mentionnée en préambule, celle de la relance d’accélération et dans le cas d’un besoin de décrabotage d’un crabot entraîné par le moteur thermique 2 ou par le moteur électrique 3. Le graphique du haut illustre cette situation lorsqu’elle se produit à bord d’un véhicule automobile équipé d’une boite de vitesses à crabots mais dépourvu du dispositif 100 selon l’invention, ou lorsque l’une ou l’autre des conditions précitées n’est pas remplie. Le graphique du bas illustre la même situation lorsqu’elle se produit à bord du véhicule 1 selon l’invention et lorsque les deux conditions précitées sont remplies. On voit sur le graphique du haut que la consigne de couple qui est transmise au moteur thermique ou au moteur électrique définit une variation linéaire du couple qui permet de décraboter un crabot entraîné par l’un ou l’autre des moteurs à un instant i1 . On voit au contraire sur le graphique du bas que la consigne de couple qui est transmise au moteur thermique 2 ou au moteur électrique 3 par le dispositif 100 selon l’invention au cours de la quatrième étape du procédé décrite ci-dessus a une pente plus importante, autrement dit la variation de couple est plus soudaine. C’est ainsi que l’on peut atteindre le seuil de décrabotage d’un crabot entraîné par le moteur thermique 2 ou par le moteur électrique 3 à un instant i2 , antérieur à l’instant i1 . On diminue ainsi la latence à l’accélération, ce qui permet au véhicule 1 selon l’invention d’être plus performant. En outre, du fait du décrabotage plus prompt, on minimise le risque qu’un choc soit généré lors d’accélérations importantes. A l’inverse, si l’une ou l’autre des deux conditions précitées n’est pas remplie, en particulier si la variation du couple du véhicule demandé ne dépasse pas la valeur seuil, on se retrouve alors dans le cas illustré par le graphique du haut, dans lequel la consigne de couple utilisée pour gérer le fonctionnement du moteur thermique 2 ou du moteur électrique 3 est moins brusque, ce qui permet avantageusement de conserver un fonctionnement classique lorsqu’aucune accélération franche n’est demandée. Par conséquent, grâce au procédé et au dispositif selon l’invention décrits ci-dessus, une solution est fournie pour, dans un véhicule hybride équipé d’une boite de vitesses à crabots, minimiser le risque de génération d’un choc tout en améliorant le temps de réponse à l’accélération. Par ce biais, l’invention améliore le confort et les performances des véhicules automobiles hybrides équipés de boite de vitesses à crabots. Procédé de gestion du fonctionnement d’un moteur thermique (2) ou d’un moteur électrique (3) d’un véhicule automobile (1) équipé d’une boite de vitesses (4) à crabots entraînée par ledit moteur thermique (2) et ledit moteur électrique (3), ledit procédé étant mis en œuvre par un dispositif informatique (100) embarqué à bord du véhicule, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes de : déterminer si une première condition est remplie, ladite première condition étant remplie lorsqu’il est établi qu’une valeur du couple du véhicule demandé augmente au-delà d’une valeur seuil préétablie ; obtenir des données caractérisant une stratégie de fonctionnement de ladite boite de vitesses (4) qui est établie en fonction de ladite valeur du couple du véhicule demandé ; déterminer si une deuxième condition est remplie, ladite deuxième condition étant remplie lorsqu’il est établi que ladite stratégie implique le décrabotage d’un crabot de ladite boite de vitesses (4) qui est entraîné par ledit moteur thermique (2) ou par ledit moteur électrique (3); et, gérer le fonctionnement dudit moteur thermique (2) ou dudit moteur électrique (3) en fonction de données caractérisant une première consigne de couple lorsqu’il est établi que ladite première condition et ladite deuxième condition sont remplies ou en fonction de données caractérisant une deuxième consigne de couple sinon, ladite première consigne de couple définissant une décroissance de couple plus soudaine que ladite deuxième consigne de couple. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’étape iv) est réalisée en regard dudit moteur thermique (2) lorsque ledit décrabotage impliqué par ladite stratégie concerne un crabot de ladite boite de vitesses (4) qui est entraîné par ledit moteur thermique (2). Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’étape iv) est réalisée en regard dudit moteur électrique (3) lorsque ledit décrabotage impliqué par ladite stratégie concerne un crabot de ladite boite de vitesses (4) qui est entraîné par ledit moteur électrique (3). Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite stratégie établit, en lien avec au moins un instant postérieur à l’instant courant, un rapport de ladite boite de vitesses (4). Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur seuil est comprise entre 800 Nm et 1500 Nm. Dispositif (100) de gestion du fonctionnement d’un moteur thermique (2) ou d’un moteur électrique (3) d’un véhicule automobile (1) équipé d’une boite de vitesses (4) à crabots entraînée par ledit moteur thermique (2) et ledit moteur électrique (3), caractérisé en ce que ledit dispositif comprend une unité de traitement d’informations (101), avec un ou plusieurs processeurs, et un support de stockage de données (102), qui sont configurés pour mettre en œuvre un procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes. Programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes d’un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 lorsque ledit programme est exécuté par au moins un processeur. Support lisible par ordinateur, caractérisé en ce qu’ un programme selon la revendication 7 y est enregistré. Véhicule automobile (1), caractérisé en ce que ledit véhicule embarque un dispositif (100) selon la revendication 6.