FR2890737A1 - Power unit displacement estimating device for motor vehicle, has movement detection device permitting to evaluate relative displacement of power unit with respect to structure of motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif d'estimation du déplacement d'un qroupe moteur parDevice for estimating the displacement of a motor unit by
rapport à la structure d'un véhicule automobile et système d'évaluation du couple transmis par le qroupe moteur L'invention se rapporte à un dispositif d'estimation du déplacement d'un groupe moteur par rapport à la structure d'un véhicule automobile et également à un système d'évaluation du couple transmis par le groupe moteur utilisant un tel dispositif. The invention relates to a device for estimating the displacement of a power unit relative to the structure of a motor vehicle and to a system for evaluating the torque transmitted by the motor unit. also to a torque evaluation system transmitted by the motor unit using such a device.
Un grand nombre de stratégies ou régulations des éléments du io groupe motopropulseur tels que le moteur, l'embrayage ou la boite de vitesses fonctionnent en boucle ouverte vis à vis de la fourniture de couple aux roues motrices du véhicule. Pour mieux contrôler ces stratégies, il est donc nécessaire de connaître les états des éléments précités à chaque instant. A large number of strategies or regulations of the powertrain elements such as the engine, clutch or gearbox operate in an open loop with respect to providing torque to the drive wheels of the vehicle. To better control these strategies, it is therefore necessary to know the states of the aforementioned elements at each moment.
Cependant, Les mesures classiques de couple à la roue, c'est-à-dire du couple transmis par le groupe motopropulseur, ont un coût prohibitif pour une mise en série. En effet, les capteurs sont positionnés sur les pièces en rotation qui participent directement à la transmission du couple aux roues. La liaison, qui peut être électrique, entre le capteur et les calculateurs est une difficulté supplémentaire. However, conventional torque measurements at the wheel, that is to say the torque transmitted by the powertrain, are prohibitively expensive for serialization. Indeed, the sensors are positioned on the rotating parts that participate directly in the transmission of torque to the wheels. The connection, which can be electrical, between the sensor and the computers is an additional difficulty.
Le but de la présente invention est de pallier tout ou partie les inconvénients cités précédemment en proposant un système d'évaluation du couple transmis par un groupe moteur par des mesures indirectes. The object of the present invention is to overcome all or part of the disadvantages mentioned above by proposing a system for evaluating the torque transmitted by a motor unit by indirect measurements.
A cet effet, l'invention se rapporte à un dispositif d'estimation du déplacement d'un groupe moteur par rapport à la structure d'un véhicule automobile comportant un dispositif de suspension dudit groupe moteur sur ladite structure caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection du mouvement permettant d'évaluer le déplacement relatif de l'un par rapport à l'autre. For this purpose, the invention relates to a device for estimating the displacement of a power unit with respect to the structure of a motor vehicle comprising a suspension device of said power unit on said structure characterized in that it comprises a motion detection device for evaluating the relative displacement of one with respect to the other.
Conformément à d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - le dispositif de détection détermine la rotation que réalise le dispositif de suspension par rapport au groupe moteur ou la translation que réalise le dispositif de suspension par rapport à la structure dudit véhicule ou la force qui transite par le dispositif de suspension venant au groupe moteur ou le rapprochement du groupe moteur par rapport à un point de la structure; - le dispositif de détection comporte alors respectivement un capteur d'angle monté sur le dispositif de suspension io ou des moyens de mesure du déplacement de points appartenant au dispositif de suspension ou au moins une jauge de contrainte sur une partie du dispositif de suspension ou un ensemble du type émetteur récepteur qui, à partir du temps de parcours d'un signal émis puis réfléchi, détermine la distance qui le sépare du groupe moteur; L'invention se rapport également à un système d'évaluation du couple transmis par le groupe moteur caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'estimation du déplacement d'un groupe moteur par rapport à la structure selon l'une des variantes précédentes et un module d'évaluation du couple transmis par le groupe moteur en fonction d'un modèle prédéfini et de la valeur estimée par ledit dispositif d'estimation. According to other advantageous features of the invention: the detection device determines the rotation that the suspension device performs with respect to the power unit or the translation that the suspension device makes with respect to the structure of said vehicle or the force which passes through the suspension device coming to the power unit or the bringing together of the power unit with respect to a point of the structure; the detection device then comprises respectively an angle sensor mounted on the suspension device or means for measuring the displacement of points belonging to the suspension device or at least one strain gauge on a part of the suspension device or a a set of the transceiver type which, from the travel time of a signal emitted and then reflected, determines the distance which separates it from the power unit; The invention also relates to a system for evaluating the torque transmitted by the power unit, characterized in that it comprises a device for estimating the displacement of a motor unit with respect to the structure according to one of the preceding variants. and a torque evaluation module transmitted by the motor group according to a predefined model and the value estimated by said estimation device.
Conformément à d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - le système comporte un module de pondération du couple transmis en fonction des variations du régime moteur selon la relation: Cpw = CT - CÇM OU: CPu, est le couple pondéré par rapport au régime moteur; - CT est l'évaluation du couple transmis par le groupe moteur; -Cu,M est le facteur de pondération du régime moteur; permettant de découpler de l'évaluation les phénomènes d'accélération du groupe moteur. According to other advantageous features of the invention: the system comprises a weighting module of the torque transmitted as a function of the variations of the engine speed according to the relationship: Cpw = CT-C0M OR: CPu, is the weighted torque with respect to the engine speed; - CT is the evaluation of the torque transmitted by the motor group; -Cu, M is the weighting factor of the engine speed; allowing to decouple from the evaluation the phenomena of acceleration of the motor group.
- le module de pondération du couple transmis en fonction des variations du régime moteur comporte un capteur de régime moteur alternativement le capteur de régime moteur est remplacé par un capteur de couple du moteur et un module d'évaluation du régime moteur en fonction d'un modèle prédéfini et de la valeur du capteur de couple du moteur et un module de calcul de ladite pondération Io selon la relation dco dt où : - Cu, est le facteur de pondération du régime moteur; - w est la valeur du régime moteur; -JM est l'inertie équivalente en rotation des pièces mobiles du moteur 3 dont la vitesse est associée à celle du vilebrequin du moteur 3. the modulus of weighting of the torque transmitted as a function of the variations of the engine speed comprises a motor speed sensor; alternatively the engine speed sensor is replaced by an engine torque sensor and an engine speed evaluation module according to a predefined model and the value of the torque sensor of the engine and a calculation module of said weighting Io according to the relationship dco dt where: - Cu, is the weighting factor of the engine speed; - w is the value of the engine speed; -JM is the rotational equivalent inertia of the moving parts of the engine 3 whose speed is associated with that of the crankshaft of the engine 3.
- le système comporte un module de pondération du couple transmis en fonction de l'accélération du véhicule 20 automobile selon la relation: CPA = CT CA où : - CPA est le couple pondéré par rapport à l'accélération du véhicule; - CT est l'évaluation du couple transmis par le groupe moteur; - CA est le facteur de pondération de l'accélération du véhicule; permettant de découpler de l'évaluation les phénomènes d'accélération ou de décélération du véhicule automobile. the system comprises a torque weighting module transmitted as a function of the acceleration of the motor vehicle according to the relation: CPA = CT CA where: CPA is the weighted torque with respect to the acceleration of the vehicle; - CT is the evaluation of the torque transmitted by the motor group; - CA is the weighting factor of the acceleration of the vehicle; to decouple the phenomena of acceleration or deceleration of the motor vehicle from the evaluation.
- le module de pondération du couple transmis en fonction de l'accélération du véhicule comporte un accéléromètre alternativement l'accéléromètre est remplacé par un capteur de vitesse du véhicule et un module de calcul de dérivée de la valeur du capteur de vitesse du véhicule et un module de calcul de ladite pondération selon la relation: Cg = Kg x a où : - CA est le facteur de pondération à l'accélération du véhicule; -a est l'accélération du véhicule; - KA est un facteur multiplicatif qui représente globalement la masse du groupe moteur 1 et la répartition de l'effet d'accélération sur la cale instrumentée (peut être cartographié en fonction de 8GM et/ou de a). the modulus of weighting of the torque transmitted as a function of the acceleration of the vehicle comprises an accelerometer alternatively the accelerometer is replaced by a vehicle speed sensor and a calculation module derived from the value of the vehicle speed sensor and a module for calculating said weighting according to the relation: Cg = Kg xa where: - CA is the acceleration weighting factor of the vehicle; -a is the acceleration of the vehicle; - KA is a multiplicative factor which globally represents the mass of the motor group 1 and the distribution of the acceleration effect on the instrumented shim (can be mapped according to 8GM and / or a).
- le système comporte un module de pondération du couple transmis en fonction des frottements et amortissements subit par le dispositif d'estimation du déplacement d'un groupe moteur par rapport à la structure selon la relation: CPF = CT + CF où: - CpF est le couple pondéré par rapport aux frottements et amortissements - CT est l'évaluation du couple transmis par le groupe moteur; - CF est le facteur de pondération des frottements et amortissements permettant de compenser de l'évaluation les phénomènes de retard de détection. the system comprises a modulus for weighting the torque transmitted as a function of the friction and damping experienced by the device for estimating the displacement of a motor group with respect to the structure according to the equation: CPF = CT + CF where: CpF is the weighted torque with respect to friction and damping - CT is the evaluation of the torque transmitted by the power unit; - CF is the friction and damping weighting factor that makes it possible to compensate for the detection delay phenomena.
-enfin, le module de pondération du couple transmis en fonction de des frottements et amortissements subit par le dispositif d'estimation du déplacement d'un groupe moteur comporte un module de calcul de ladite pondération selon la relation: d6 GM CF = KF x dt où: - CF est le facteur de pondération des frottements et amortissements - 8GM est la grandeur représentant la mesure de l'angle du groupe moteur 1 par rapport à la structure 11; - KF est un facteur multiplicatif fonction de 8GM et/ou de dO GM dt D'autres particularités et avantages ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquelles: -la figure 1 est une vue d'ensemble d'un groupe moteur; - la figure 2 est une représentation schématique du système d'évaluation selon l'invention; - la figure 3 est une vue d'ensemble d'une cale de suspension du groupe moteur sur la structure d'un io véhicule; - la figure 4 est une représentation schématique montrant les couples exercés sur et par le groupe moteur; - la figure 5 est une courbe caractéristique d'un modèle de couple transmis en fonction du déplacement du groupe moteur; - la figure 6 est un graphique représentant le retard de placement du groupe moteur dû à ses amortissements sur la structure du véhicule. Finally, the modulus of weighting of the torque transmitted as a function of friction and damping experienced by the device for estimating the displacement of a motor unit comprises a module for calculating the weighting according to the relationship: d6 GM CF = KF × dt where: - CF is the weighting factor of the friction and damping - 8GM is the quantity representing the measurement of the angle of the engine group 1 with respect to the structure 11; KF is a multiplicative factor according to 8GM and / or dO GM dt Other features and advantages will become clear from the description which is given hereinafter, by way of indication and in no way limiting, with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is an overview of a motor unit; FIG. 2 is a schematic representation of the evaluation system according to the invention; FIG. 3 is an overall view of a suspension block of the power unit on the structure of a vehicle; - Figure 4 is a schematic representation showing the pairs exerted on and by the motor unit; FIG. 5 is a characteristic curve of a torque model transmitted as a function of the displacement of the power unit; - Figure 6 is a graph showing the placement delay of the power unit due to its depreciation on the vehicle structure.
Dans l'exemple illustré à la figure 1 et 2, on peut voir un groupe moteur généralement annoté 1 pour notamment un véhicule automobile. Il comporte essentiellement un moteur 3, un embrayage 5, une boite de vitesses 7 et un différentiel 9. On peut voir que le groupe moteur 1 comporte un axe A et un axe B qui représentent respectivement l'axe commun de rotation entre le vilebrequin du moteur 3 et l'arbre primaire de la boite de vitesses 7, et l'axe de sortie du différentiel 9. Les axes A et B sont sensiblement parallèles l'un par rapport à l'autre. Dans l'explication ci- après, les axes A et B sont sensiblement perpendiculaires par rapport à la longueur du véhicule automobile, c'est-à-dire que le groupe moteur 1 est monté sensiblement transversalement par rapport à la longueur dudit véhicule. Une architecture de groupe moteur 1 telle que précisée ci- dessus est très connue et ne sera, par conséquent, pas d'avantage expliquée ci-dessous. In the example illustrated in FIGS. 1 and 2, a generally annotated motor unit 1 can be seen, in particular for a motor vehicle. It essentially comprises a motor 3, a clutch 5, a gearbox 7 and a differential 9. It can be seen that the engine group 1 comprises an axis A and an axis B which respectively represent the common axis of rotation between the crankshaft of the engine. motor 3 and the primary shaft of the gearbox 7, and the output shaft of the differential 9. The axes A and B are substantially parallel to each other. In the following explanation, the axes A and B are substantially perpendicular to the length of the motor vehicle, that is to say that the engine group 1 is mounted substantially transversely to the length of said vehicle. A motor group architecture 1 as specified above is well known and will therefore not be explained below.
Le groupe moteur 1 est monté sur la structure 11 du véhicule automobile (non représenté) au moyen d'un dispositif de suspension 13 qui comporte principalement des cales 15, 17 et 19. Les cales 17 et 19 relient le groupe moteur 1 respectivement par le haut du moteur 3 et par le haut de l'ensemble embrayage 5 boite de vitesses 7 différentiel 9 afin de limiter les translations dudit groupe moteur le long de l'axe A. La cale 15, aussi appelée biellette anti-couple, est représentée à la figure 3. Elle relie, comme les cales 17 et 19, le groupe moteur 1 à la structure 11 du véhicule. Elle comporte io principalement une platine 21, une articulation 23 et un bras 25. Le bras 25 est monté sur la structure 11 au moyen, par exemple, d'un boulon ou d'un goujon via une pièce élastique 41 sensiblement cylindrique. La platine 21 est montée sur le bas du moteur 3, également appelé carter cylindre, au moyen, par exemple, de plusieurs vis. La platine 21 est montée sensiblement orthogonalement par rapport au bras 25 au moyen de l'articulation 23. Cette dernière comporte une partie sensiblement discoïdale 27 qui reçoit en son centre un pivot 29 solidaire du bras 25. The engine group 1 is mounted on the structure 11 of the motor vehicle (not shown) by means of a suspension device 13 which mainly comprises shims 15, 17 and 19. The shims 17 and 19 connect the power unit 1 respectively by the top of the engine 3 and from the top of the clutch assembly 5 gearbox 7 differential 9 to limit the translations of said engine group along the axis A. The wedge 15, also called anti-torque rod, is shown in FIG. Figure 3. It connects, as the wedges 17 and 19, the engine group 1 to the structure 11 of the vehicle. It comprises mainly a plate 21, a hinge 23 and an arm 25. The arm 25 is mounted on the structure 11 by means, for example, of a bolt or a stud via a substantially cylindrical elastic piece 41. The plate 21 is mounted on the bottom of the engine 3, also called cylinder block, by means of, for example, several screws. The plate 21 is mounted substantially orthogonal to the arm 25 by means of the articulation 23. The latter comprises a substantially discoidal portion 27 which receives at its center a pivot 29 integral with the arm 25.
Entre le pivot 29 et la périphérie de la partie discoïdale 27, une pièce élastomère 31 est montée et peut être ajourée pour modifier ses propriétés élastiques intrinsèques. La partie élastomère 31 autorise, par déformation élastique sous contrainte, la modification de l'angle 8GM entre la platine 21 solidaire de la partie discoïdale 27 et le bras 25 solidaire du pivot 29. Ce mouvement relatif est borné par la butée 33 pour éviter de détériorer la cale 15. Par conséquent, la cale 15 est utilisée pour amortir et borner les mouvements de rotation 6GM du groupe moteur 1 autour sensiblement du pivot 29. Between the pivot 29 and the periphery of the disc portion 27, an elastomeric piece 31 is mounted and can be perforated to modify its intrinsic elastic properties. The elastomeric portion 31 allows, by elastic strain under stress, the modification of the angle 8GM between the plate 21 secured to the disc portion 27 and the arm 25 secured to the pivot 29. This relative movement is bounded by the stop 33 to avoid 15. Consequently, the wedge 15 is used to dampen and limit the 6GM rotation movements of the engine group 1 around substantially the pivot 29.
Comme illustré à la figure 4, on peut voir une représentation schématique d'une vue de côté du groupe moteur 1. Ainsi lorsque l'arbre de transmission 35 en sortie du différentiel 9 exerce un couple CT dans le sens trigonométrique (qui peut être utilisé, par exemple, pour faire avancer le véhicule en marche avant), cela implique un mouvement Dp de rotation rétrograde pour le groupe moteur 1 par rapport à la structure 11. Le dispositif de suspension 13 est alors entièrement sollicité mais c'est principalement la cale 15 qui amorti la rotation du groupe moteur 1. La cale 15, et plus particulièrement la partie élastomère 31, est alors déformée suivant la quantité de couple fournie par le groupe moteur 1. As illustrated in FIG. 4, a schematic representation of a side view of the engine group 1 can be seen. Thus, when the transmission shaft 35 at the output of the differential 9 exerts a torque CT in the trigonometric direction (which can be used , for example, to advance the vehicle forward), this implies a movement Dp retrograde rotation for the power unit 1 relative to the structure 11. The suspension device 13 is then fully engaged but it is mainly the hold 15 which damps the rotation of the power unit 1. The wedge 15, and more particularly the elastomer portion 31, is then deformed according to the amount of torque supplied by the power unit 1.
C'est ce phénomène qui est utilisé par notre invention. L'idée est de réaliser un modèle 37 qui caractérise un couple transmis CT par le groupe moteur 1 en fonction du déplacement Dp du groupe moteur 1 par rapport à la structure io 11 puis d'utiliser ce modèle prédéfini 37 pour évaluer, à partir d'un dispositif d'estimation 45 de déplacement Dp du groupe moteur 1 par rapport à la structure 11, la valeur de couple transmis CT. This phenomenon is used by our invention. The idea is to produce a model 37 which characterizes a torque transmitted CT by the motor group 1 as a function of the displacement Dp of the motor group 1 with respect to the structure 11 and then to use this predefined model 37 to evaluate, from a displacement estimator 45 of the engine group 1 with respect to the structure 11, the transmitted torque value CT.
Dans les deux grandes réalisations précédemment citées, un point commun consiste à proposer quatre variantes de dispositif de détection 39 d'un déplacement Dp du groupe moteur 1 par mesure indirecte. A cet effet, trois variantes concernent la détection du mouvement du dispositif de suspension 13 et une quatrième variante concerne la détection de la distance du groupe moteur 1 par rapport à un point de la structure 11. Ces mesures permettent dès lors de construire au moins quatre modèles 37 différents pour caractériser un couple transmis par le groupe moteur 1. In the two major embodiments mentioned above, a common point consists in proposing four variants of detection device 39 of a displacement Dp of the motor group 1 by indirect measurement. For this purpose, three variants concern the detection of the movement of the suspension device 13 and a fourth variant relates to the detection of the distance of the power unit 1 with respect to a point of the structure 11. These measurements therefore make it possible to construct at least four 37 different models to characterize a torque transmitted by the power unit 1.
La première variante du dispositif de détection 39 consiste en une détermination de l'angle 8GM que réalise le groupe moteur 1 par rapport à la structure 11. Cela peut être réalisé, par exemple, au moyen d'un capteur d'angle monté entre le bras 25 et la platine 21. The first variant of the detection device 39 consists of a determination of the angle 8GM that the motor unit 1 makes with respect to the structure 11. This can be achieved, for example, by means of an angle sensor mounted between the arm 25 and the plate 21.
Une deuxième variante consiste en une détection de la translation que réalise le bras 25 par rapport à la structure 11. Cela peut être réalisé, par exemple, au moyen d'un capteur qui surveille plusieurs points montés sur le bras 25. A second variant consists in detecting the translation that the arm 25 makes with respect to the structure 11. This can be achieved, for example, by means of a sensor which monitors several points mounted on the arm 25.
Une troisième variante consiste en une détection de la force soumise sur le bras 25 par le groupe moteur 1. Cela peut être réalisé, par exemple, au moyen de jauges de contrainte montées sur la surface du bras 25 qui en fonction de leur déformation font varier leur signal électrique de sortie. Cette fonction peut également être réalisée par un dipôle du type capacitif inclus dans la pièce élastique 41 de l'extrémité du bras 25 qui en fonction de l'espacement desdits deux pôles fait varier son signal électrique de sortie. A third variant consists of a detection of the force applied on the arm 25 by the engine unit 1. This can be achieved, for example, by means of strain gauges mounted on the surface of the arm 25 which, depending on their deformation, vary. their electrical output signal. This function can also be achieved by a dipole of the capacitive type included in the elastic part 41 of the end of the arm 25 which depending on the spacing of said two poles varies its electrical output signal.
La quatrième variante consiste en un dispositif de détection de la distance entre le groupe moteur 1 et un point de la structure io 11. Préférentiellement, ce point est situé en vis-à-vis du haut du moteur 3 pour bénéficier d'un maximum d'amplitude. Cela peut être réalisé, par exemple, au moyen d'un émetteur récepteur du type optique ou acoustique qui, à partir du temps de parcours d'un signal émis puis réfléchi, détermine la distance qui le sépare du groupe moteur 1. The fourth variant consists of a device for detecting the distance between the engine group 1 and a point of the structure 11. Preferably, this point is located opposite the top of the engine 3 to benefit from a maximum of 'amplitude. This can be achieved, for example, by means of a transceiver of the optical or acoustic type which, from the travel time of a signal emitted and then reflected, determines the distance that separates it from the engine group 1.
Pour caractériser le modèle 37, on peut donc utiliser l'une des quatre variantes de dispositif de détection 39 précédemment citées. Il faut également être capable d'associer à une de ces valeurs, caractéristique du déplacement du groupe moteur 1, une mesure du couple transmis CT par le groupe moteur 1. Il peut être envisagé trois types de mesure. To characterize the model 37, it is therefore possible to use one of the four detection device variants 39 previously mentioned. It is also necessary to be able to associate with one of these values, characteristic of the displacement of the motor group 1, a measurement of the transmitted torque CT by the motor unit 1. Three types of measurement can be envisaged.
Le premier type de mesure consiste en une instrumentation de l'arbre de transmission 35 uniquement dans le but de réaliser le procédé de caractérisation. En effet, ces techniques de mesures sont onéreuses du fait de leur instrumentation sur une pièce tournante (la liaison électrique doit pouvoir se déplacer). Cependant, ces boîtiers vendus dans le commerce permettent de donner fidèlement une valeur du couple transmis par le groupe moteur 1. La mesure du couple peut, par exemple, être calculée à partir de signaux électriques de jauges de contrainte montées sur l'arbre de transmission 35 ou de signaux électromagnétiques dus à la torsion d'un arbre de transmission 35 qui, comportant des matériaux du type magnétique, est utilisé spécialement pour la caractérisation. The first type of measurement consists of an instrumentation of the transmission shaft 35 only for the purpose of carrying out the characterization process. Indeed, these measurement techniques are expensive because of their instrumentation on a rotating part (the electrical connection must be able to move). However, these boxes sold in the trade can faithfully give a value of the torque transmitted by the engine group 1. The torque measurement can, for example, be calculated from electrical signals strain gauges mounted on the transmission shaft 35 or electromagnetic signals due to the torsion of a transmission shaft 35 which, having materials of the magnetic type, is used especially for the characterization.
Le deuxième type de mesure consiste en un banc d'essai externe au véhicule automobile. Le banc d'essai peut alors déterminer la force F appliquée par les roues motrices. Ce deuxième type de mesure peut être réalisé, par exemple, au moyen d'un banc à rouleaux ou un équivalent. Le couple transmis CT est ensuite calculé à partir de la force mesurée selon la relation CT =RxF où : io -CT est le couple transmis par le groupe moteur 1; - R est le rayon des roues motrices; - F est la force exercée par les roues motrices. The second type of measurement consists of a test bench external to the motor vehicle. The test bench can then determine the force F applied by the driving wheels. This second type of measurement can be achieved, for example, by means of a roller bench or an equivalent. The transmitted torque CT is then calculated from the force measured according to the relation CT = RxF where: io -CT is the torque transmitted by the motor group 1; - R is the radius of the drive wheels; - F is the force exerted by the drive wheels.
Le troisième type de mesure consiste en une série de détermination dynamique des composants du groupe moteur 1. The third type of measurement consists of a series of dynamic determination of the components of the motor group 1.
En effet, à partir de données récupérées du système de gestion 63 du groupe moteur 1, le couple transmis CT par le groupe moteur 1 est calculé selon la relation: dco CM - jM dt CT = où : -CT est le couple transmis par le groupe moteur 1; - CM est le couple du moteur 3; - JM est l'inertie du moteur 3; - wM est le régime du moteur 3; - DM est la démultiplication du rapport de boite de vitesses 25 7. In fact, on the basis of data recovered from the management system 63 of the engine group 1, the transmitted torque CT by the engine group 1 is calculated according to the relation: dco CM - jM dt CT = where: - CT is the torque transmitted by the engine group 1; - CM is the torque of the motor 3; - JM is the inertia of the motor 3; - wM is the speed of the motor 3; DM is the ratio reduction gearbox 25 7.
On peut ainsi noter que pour le troisième type de mesure, le calcul est plus complexe mais qu'il ne nécessite pas une instrumentation supplémentaire. Par contre, il est préférable de réaliser les mesures dans des situations particulières pour simplifier les calculs. Ainsi préférentiellement, le régime du moteur wM est stabilisé afin que le calcul ne résulte plus que de la relation: It can thus be noted that for the third type of measurement, the calculation is more complex but does not require additional instrumentation. On the other hand, it is preferable to carry out the measurements in particular situations to simplify the calculations. Thus, preferably, the speed of the motor wM is stabilized so that the calculation only results from the relation:
DM i0 où :DM i0 where:
- CT est le couple transmis par le groupe moteur 1; - CM est le couple du moteur 3; - DM est la démultiplication du rapport de boite de vitesses 7. CT is the torque transmitted by the motor group 1; - CM is the torque of the motor 3; - DM is the reduction gearbox ratio 7.
Le procédé de caractérisation 51 d'un modèle 37 va maintenant être expliqué ci-après en référence à la figure 2. Il comporte une étape de mesure 53 du couple transmis CT selon l'un des trois types précédemment cités, une étape de mesure io 55 du déplacement du groupe moteur 1 par rapport à la structure 11 selon l'une des quatre variantes de dispositif de détection 39 précédemment citées et une étape de modélisation 57 qui permet de faire correspondre à une valeur du déplacement du groupe moteur 1, un couple transmis CT. The characterization method 51 of a model 37 will now be explained below with reference to FIG. 2. It comprises a measurement step 53 of the transmitted torque CT according to one of the three types mentioned above, a measurement step 10 55 of the displacement of the power unit 1 relative to the structure 11 according to one of the four detection device variants 39 mentioned above and a modeling step 57 which makes it possible to correspond to a value of the displacement of the power unit 1, a torque transmitted CT.
Une étape de maintien 59 du régime wM du moteur 3 à une valeur cible peut être réalisée avant les étapes de mesures. En effet, comme expliqué précédemment, cela peut permettre pour simplifier les calculs. Cela permet également de pouvoir pondérer les phénomènes d'accélération du groupe moteur 1. A step 59 of maintaining the speed wM of the motor 3 at a target value can be performed before the measurement steps. Indeed, as explained above, this can be used to simplify calculations. This also makes it possible to weight the acceleration phenomena of the motor group 1.
Car lorsque l'arbre de transmission 35 accélère une force supplémentaire au couple CM du moteur 3 est exercée ce qui entraîne une surestimation de la caractérisation du couple transmis CT. Aussi, l'étape de maintien 59 est utilisée pour éviter de prendre en compte trop de paramètres et simplifier les calculs. Because when the transmission shaft 35 accelerates an additional force torque CM motor 3 is exerted which causes an overestimation of the characterization of the transmitted torque CT. Also, the maintenance step 59 is used to avoid taking into account too many parameters and simplify the calculations.
Une étape de réitération 61 est ensuite introduite pour permettre de caractériser le modèle 37 sur une plage de valeurs suffisamment large. Lors de cette étape 61, les différentes données sont modifiées automatiquement ou seulement partiellement. Les données d'entrée peuvent ainsi être le couple CM du moteur 3 et/ou le régime wM du moteur 3 et/ou la démultiplication DM de la boite de vitesses 7 et/ou la quantité d'ouverture de l'embrayage 5 et/ou la quantité de freinage du différentiel 9. Il A reiteration step 61 is then introduced to enable the model 37 to be characterized over a sufficiently wide range of values. During this step 61, the various data are modified automatically or only partially. The input data can thus be the torque CM of the motor 3 and / or the speed wM of the motor 3 and / or the gear reduction DM of the gearbox 7 and / or the opening quantity of the clutch 5 and / or the braking amount of the differential 9. It
Grâce à ce procédé 51, une courbe modèle 37 du type couple transmis CT en fonction du mouvement Dp du groupe moteur 1 peut être construite. Un exemple de modèle 37 est illustré à la figure 5. Elle est du type en fonction du déplacement de points du bras 25 par rapport à la structure 11. Il est intéressant de voir qu'au voisinage d'un couple transmis nul, le modèle 37 varie de façon significative de sorte qu'il sera facile de détecter de faibles variations de couple. With this method 51, a model curve 37 of the transmitted torque type CT as a function of the movement Dp of the motor unit 1 can be constructed. An exemplary model 37 is illustrated in FIG. 5. It is of the type as a function of the displacement of points of the arm 25 with respect to the structure 11. It is interesting to see that, in the vicinity of a zero transmitted torque, the model 37 varies significantly so that it will be easy to detect small variations in torque.
Le dispositif d'estimation 45 du déplacement du groupe moteur io 1 et le système d'évaluation 43 du couple transmis CT par le groupe moteur 1 vont maintenant être expliqués. Comme expliqué ci-dessus, le dispositif d'estimation 45 du groupe moteur 1 peut être réalisé selon au moins quatre variantes différentes de dispositifs de détection 39. Les valeurs détectées peuvent alors être respectivement l'angle 8GM de rotation du groupe moteur 1 par rapport à la structure 11, le mouvement de translation que réalise le bras 25 par rapport à la structure 11, la force soumise sur le bras 25 par le groupe moteur 1 ou la distance entre le groupe moteur 1 et un point de la structure 11. Il est bien évident qu'en fonction du modèle 37 qui sera utilisé pour le système d'évaluation 43, il faudra alors choisir le dispositif de détection 39 associé. The estimation device 45 of the displacement of the power unit 1 and the evaluation system 43 of the transmitted torque CT by the power unit 1 will now be explained. As explained above, the estimation device 45 of the power unit 1 can be made according to at least four different variants of detection devices 39. The detected values can then be respectively the 8GM rotation angle of the power unit 1 relative to to the structure 11, the translational movement that the arm 25 carries out with respect to the structure 11, the force applied on the arm 25 by the power unit 1 or the distance between the power unit 1 and a point of the structure 11. it is obvious that depending on the model 37 that will be used for the evaluation system 43, it will then be necessary to choose the associated detection device 39.
Le système d'évaluation 43 comporte un dispositif d'estimation 39 selon l'une des variantes citées ci-dessus, un modèle prédéfini 37, un dispositif d'estimation 45 du couple transmis CT et, préférentiellement, un module de pondération 47 du couple transmis CT évalué. Le modèle 37 est, par exemple, du type comme illustré à la figure 5. Il peut être obtenu à partir d'un procédé de caractérisation 51 comme expliqué cidessus. The evaluation system 43 comprises an estimation device 39 according to one of the variants mentioned above, a predefined model 37, an estimation device 45 of the transmitted torque CT and, preferably, a weighting module 47 of the pair transmitted CT evaluated. Model 37 is, for example, of the type as illustrated in FIG. 5. It can be obtained from a characterization method 51 as explained above.
Le module d'évaluation 47 consiste essentiellement en un calculateur qui permet, à partir d'une valeur relevée par le dispositif d'estimation 45 du déplacement Dp du groupe moteur 1, de faire correspondre cette valeur sur le modèle 37 prédéfini et ainsi de déterminer par interpolation la valeur de couple transmis CT caractéristique. Le module d'évaluation 47 permet donc par une mesure indirecte de déterminer la valeur d'un couple transmis CT par le groupe moteur 1. The evaluation module 47 essentially consists of a computer which makes it possible, from a value read by the estimation device 45 of the displacement Dp of the power unit 1, to match this value on the predefined model 37 and thus to determine by interpolation the transmitted torque value CT characteristic. The evaluation module 47 therefore makes it possible, by an indirect measurement, to determine the value of a transmitted torque CT by the power unit 1.
Le module d'évaluation 47 doit cependant être préférentiellement soumis au module de pondération 49 pour être apte à fournir une valeur de couple transmis CT suffisamment affinée pour qu'elle puisse être envoyée de manière fiable au système de gestion 63 du groupe moteur 1. Le système de gestion 63 pourra alors utiliser cette valeur de couple transmis pour contrôler le moteur 3 et/ou l'embrayage 5 et/ou la boite de vitesses 7 et/ou le différentiel 9. The evaluation module 47 must, however, preferably be submitted to the weighting module 49 in order to be able to provide a torque value transmitted CT that is sufficiently refined so that it can be sent reliably to the management system 63 of the engine group 1. management system 63 can then use this torque value transmitted to control the motor 3 and / or the clutch 5 and / or the gearbox 7 and / or the differential 9.
Le module de pondération 49 consiste essentiellement en un calculateur effectuant des soustractions et/ou additions nécessaires pour corriger le couple évalué par rapport à de phénomènes déplaçant ou amortissant le groupe moteur 1 indépendamment du couple fourni par ce dernier. Ces phénomènes sont relevés par le module de pondération 49 à l'aide de capteurs présents dans le véhicule automobile et/ou obtenu à l'aide d'un système de communication et/ou de localisation du véhicule automobile. The weighting module 49 essentially consists of a computer performing subtractions and / or additions necessary to correct the evaluated torque with respect to phenomena displacing or damping the motor group 1 independently of the torque provided by the latter. These phenomena are recorded by the weighting module 49 using sensors present in the motor vehicle and / or obtained using a communication system and / or location of the motor vehicle.
Comme expliqué ci-dessus, un premier phénomène à trait à l'accélération du régime wM du moteur 3, agit sur le dispositif de suspension 13 de sorte que le déplacement du groupe moteur 1, n'est plus seulement dû au couple appliqué mais également aux variations de régime des pièces mécaniques en mouvement dans le groupe moteur 1. C'est notamment le cas des pièces associées dont la vitesse de rotation est liée à celle du régime wM du moteur 3 possèdant une inertie équivalente JM. Un facteur de pondération Cu, peut donc être envisagé selon la relation: dc0 = JM dt Oë : - Cu, est le facteur de pondération du régime Cu, du moteur 3; - wM est la valeur du régime du moteur 3; - JM est l'inertie équivalente en rotation des pièces mobiles du moteur 3 dont la vitesse est associée à celle du vilebrequin du moteur 3. As explained above, a first phenomenon related to the acceleration of the speed wM of the engine 3, acts on the suspension device 13 so that the displacement of the power unit 1, is not only due to the torque applied but also the variations in the speed of moving mechanical parts in the engine group 1. This is particularly the case of associated parts whose rotational speed is related to the speed of the motor WM 3 having an equivalent inertia JM. A weighting factor Cu can therefore be envisaged according to the relation: dc0 = JM dt Oe: - Cu, is the weighting factor of the regime Cu, of the motor 3; - wM is the value of the engine speed 3; - JM is the rotational equivalent inertia of the moving parts of the engine 3 whose speed is associated with that of the crankshaft of the engine 3.
Il est alors possible à l'aide d'un capteur de régime ()op, du moteur 3 présent sur le véhicule automobile de vérifier les variations du signal. Alternativement, le système de gestion 63 du groupe moteur 1 peut fournir ces variations à partir d'une interpolation des valeurs d'un capteur de couple du moteur 3. It is then possible with the help of a speed sensor () op, motor 3 present on the motor vehicle to check the variations of the signal. Alternatively, the management system 63 of the engine group 1 can provide these variations from an interpolation of the values of a torque sensor of the engine 3.
Le couple pondéré CPW par rapport au régime wM du moteur 3 10 devient alors: CP. = CT Co où : - CPW est le couple pondéré par rapport au régime ()op, du moteur 3; -CT est l'évaluation du couple transmis par le groupe moteur - Cu, est le facteur de pondération du régime c0M du moteur 3; De la même façon, une pondération des variations de régime d'autres pièces en rotation dans le groupe moteur 1 peut être prise en compte. Cela peut notamment être un ou plusieurs arbres primaires de boite, l'arbre secondaire de boite ou une ou plusieurs machines électriques additionnelles. The weighted torque CPW with respect to the speed wM of the engine 3 10 then becomes: CP. = CT Co where: - CPW is the weighted torque with respect to the speed () op, of the motor 3; -CT is the evaluation of the torque transmitted by the motor group - Cu, is the weighting factor of the speed c0M of the motor 3; In the same way, a weighting of the variations of speed of other rotating parts in the engine group 1 can be taken into account. This can in particular be one or more primary shafts of the box, the secondary shaft of the box or one or more additional electrical machines.
Un deuxième phénomène consiste en l'accélération du véhicule automobile lui-même, ce qui occasionne une force d'écrasement du groupe moteur 1 sur la structure 11. Il est donc utile de pondérer cette force par rapport au couple transmis CT par le groupe moteur 1 seul selon la relation: CPA = CT CA où - CPA est le couple pondéré par rapport à l'accélération du véhicule; - CT est l'évaluation du couple transmis par le groupe moteur 1 - CA est le facteur de pondération de l'accélération du 35 véhicule; Le facteur de pondération CA peut être obtenu à partir de la relation: Cg = Kg x a où -CA est le facteur de pondération à l'accélération du véhicule; - a est l'accélération du véhicule; - KA est un facteur multiplicatif qui représente globalement la masse du groupe moteur 1 et la répartition de l'effet d'accélération sur la cale instrumentée (peut être cartographié en fonction de 8GM et/ou de a). A second phenomenon consists in the acceleration of the motor vehicle itself, which causes a crushing force of the power unit 1 on the structure 11. It is therefore useful to weight this force relative to the torque transmitted CT by the power unit 1 only according to the relation: CPA = CT CA where - CPA is the weighted torque with respect to the acceleration of the vehicle; - CT is the evaluation of the torque transmitted by the motor unit 1 - CA is the weighting factor of the acceleration of the vehicle; The CA weighting factor can be obtained from the relationship: Cg = Kg x a where -CA is the acceleration weighting factor of the vehicle; - a is the acceleration of the vehicle; - KA is a multiplicative factor which globally represents the mass of the motor group 1 and the distribution of the acceleration effect on the instrumented shim (can be mapped according to 8GM and / or a).
Il est alors possible à l'aide d'un accéléromètre présent sur le véhicule automobile de vérifier les variations du signal. Alternativement, le système de gestion 63 du groupe moteur 1 peut fournir ces variations à partir de la dérivée des valeurs d'un capteur de vitesse du véhicule. It is then possible using an accelerometer present on the motor vehicle to check the signal variations. Alternatively, the management system 63 of the engine group 1 can provide these variations from the derivative of the values of a vehicle speed sensor.
Un troisième phénomène consiste en les amortissements et/ou les frottements propres du dispositif de suspension 13. En effet, comme illustré à la figure 6, des retards peuvent intervenir quant au déplacement DP du groupe moteur 1 suivant son interaction avec la structure 11. Le graphique de la figure 6 présente une échelle de couple en ordonnées et une échelle de temps en abscisses. On remarque la courbe en trait plein CPF et la courbe en trait pointillé CT ainsi que la différence CF entre les courbes CPF et CT à l'instant t,. A third phenomenon consists in the damping and / or the inherent friction of the suspension device 13. Indeed, as illustrated in FIG. 6, delays can occur with regard to the displacement DP of the engine group 1 according to its interaction with the structure 11. The Figure 6 shows a pair scale on the y-axis and a time scale on the abscissa. Note the curve in full line CPF and the dashed curve CT and the difference CF between the CPF and CT curves at time t ,.
Ces courbes correspondent aux relations selon lesquelles: CPF, = CT + CF, où : - CPF est le couple pondéré par rapport aux frottements et amortissements; - CT est l'évaluation du couple transmis par le groupe moteur; - CF est le facteur de pondération des frottements et amortissements; Et: CF = KF x dM t où : - CF est le facteur de pondération des frottements et amortissements; - 8GM est la grandeur représentant la mesure de l'angle du groupe moteur 1 par rapport à la structure 11; - KF est un facteur multiplicatif fonction de 8GM et/ou de dOGM dt Le troisième facteur de pondération est beaucoup plus difficile à caractériser car il change de signe suivant le sens de déplacement du groupe moteur 1. Cependant, le facteur de pondération CF peut correspondre à une valeur fixe dont le signe varie suivant le sens de déplacement du groupe moteur 1 quand CT est, par exemple, supérieur à zéro. These curves correspond to the relations according to which: CPF, = CT + CF, where: CPF is the weighted pair with respect to friction and damping; - CT is the evaluation of the torque transmitted by the motor group; - CF is the weighting factor for friction and damping; And: CF = KF x dM t where: - CF is the weighting factor for friction and damping; - 8GM is the quantity representing the measurement of the angle of the motor group 1 with respect to the structure 11; - KF is a multiplying factor according to 8GM and / or dOGM dt The third weighting factor is much more difficult to characterize because it changes sign according to the direction of movement of the motor group 1. However, the weighting factor CF can correspond at a fixed value whose sign varies according to the direction of movement of the motor group 1 when CT is, for example, greater than zero.
Par conséquent, le module de pondération 49 peut être à même de réaliser au moins une pondération par rapport à au moins un des phénomènes cités ci-dessus. Il peut donc au global évaluer le couple pondéré CPT transmis par le groupe moteur 1 selon la relation: CPT = CT - C.- CA + CF ou: - CPT est le couple pondéré transmis par le groupe moteur 1; - CT est l'évaluation du couple transmis par le groupe moteur 1 - Cu, est le facteur de pondération du régime wM du moteur 3; -CA est le facteur de pondération de l'accélération du véhicule; - CF est le facteur de pondération des frottements et amortissements. Consequently, the weighting module 49 may be able to perform at least one weighting with respect to at least one of the phenomena mentioned above. It can therefore overall evaluate the weighted torque CPT transmitted by the motor group 1 according to the relationship: CPT = CT - C.- CA + CF or: - CPT is the weighted torque transmitted by the motor group 1; CT is the evaluation of the torque transmitted by the motor group 1 - Cu, is the weighting factor of the speed wM of the motor 3; -CA is the weighting factor of the acceleration of the vehicle; - CF is the weighting factor for friction and damping.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l'exemple illustré mais est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, d'autres dispositifs de détection 39 de déplacement DP du groupe moteur 1 peuvent être envisagés. Of course, the present invention is not limited to the illustrated example but is susceptible of various variations and modifications that will occur to those skilled in the art. In particular, other DP displacement detection devices 39 of the power unit 1 can be envisaged.
De plus, il peut être envisagé de rajouter un module de recalage qui reprend le procédé de caractérisation 51 expliqué ci-dessus en phase de roulage à partir du troisième type de mesure pour déterminer le couple transmis CT par le groupe moteur 1 consistant en une récupération de données du système de gestion 63 du groupe moteur 1 comme: - le couple CM du moteur 3; - l'inertie JM du moteur 3; - le régime wM du moteur 3; -la démultiplication DM du rapport de boite de vitesses 7; En effet, toutes ces informations sont mesurables sans instrumentations supplémentaires et pendant que le véhicule automobile roule. On peut donc autoriser le recalage du modèle 37 en phase de roulage ou lors d'une visite auprès d'un service après-vente. In addition, it may be envisaged to add a resetting module that incorporates the characterization method 51 explained above in the rolling phase from the third type of measurement to determine the transmitted torque CT by the motor group 1 consisting of a recovery data of the management system 63 of the engine group 1 such as: - the torque CM of the engine 3; the inertia JM of the engine 3; the regime wM of the engine 3; the gear ratio DM of gear ratio 7; Indeed, all this information is measurable without additional instrumentation and while the motor vehicle rolls. It is therefore possible to authorize the resetting of the model 37 during the taxiing phase or during a visit to an after-sales service.
Des étapes intermédiaires peuvent alors être introduite afin de simplifier l'expression: dco cm JM dt C7 __ Intermediate steps can then be introduced to simplify the expression: dco cm JM dt C7 __
DD
M où :M where:
-CT est le couple transmis par le groupe moteur 1; - CM est le couple du moteur 3; - JM est l'inertie du moteur 3; - wM est le régime du moteur 3; - DM est la démultiplication du rapport de boite de vitesses 7. CT is the torque transmitted by the motor group 1; - CM is the torque of the motor 3; - JM is the inertia of the motor 3; - wM is the speed of the motor 3; - DM is the reduction gearbox ratio 7.
Ces étapes peuvent utiliser, par exemple, le régulateur et/ou le limiteur de vitesse présent(s) dans le véhicule automobile pour obtenir des couples CM et/ou des régimes wM du moteur 3 cibles. These steps can use, for example, the regulator and / or speed limiter present (s) in the motor vehicle to obtain CM couples and / or wM regimes of the engine 3 targets.
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