FR3010030A1 - Procede de couplage d'une machine de traction d'un vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

Dans ce procédé de couplage d'une machine de traction (7) d'un véhicule automobile (1) à un train de roues (3) du véhicule (1), des étapes consistent à : - coupler la machine (7) à ce train de roues (3) lorsqu'une première condition dépendant d'un premier paramètre est réalisée ou lorsqu'une seconde condition dépendant d'un second paramètre est réalisée ; - faire varier un couple de consigne de la machine (7) pendant une phase de transition lorsque la machine (7) est couplée à ce train de roues (3). La dynamique de variation du couple de consigne durant la phase de transition diffère selon que la première condition ou la seconde condition est réalisée.

Description

PROCEDE DE COUPLAGE D'UNE MACHINE DE TRACTION D'UN VEHICULE AUTOMOBILE La présente invention se rapporte à un procédé de couplage d'une machine de traction à un train de roues d'un véhicule automobile. L'invention appartient au domaine des véhicules hybrides comprenant au moins un moteur thermique et au moins une autre machine de traction, telle qu'une machine électrique. D'autres types de machines de traction peuvent également être envisagés, tels qu'une machine hydraulique ou encore à air comprimé. Ce procédé s'applique à un véhicule automobile comportant une chaîne de traction disposant d'un mécanisme de couplage pour coupler la machine de traction à au moins un train de roues de ce véhicule. La décision de couplage est habituellement réalisée en fonction de paramètres ou d'informations qui sont relatifs, soit au fonctionnement du véhicule lui-même, soit aux actions du conducteur. Par exemple, on connaît par le document FR-A1-2 927 849 un procédé de couplage d'une machine de traction d'un véhicule. Ce procédé permet de prendre une décision de couplage de cette machine lorsqu'un paramètre caractéristique du déplacement du véhicule, tel que la vitesse du véhicule, franchit un seuil. Les procédés de l'art antérieur présentent notamment comme inconvénient que, lorsque la décision de couplage de la machine de traction fait suite à l'évolution d'un paramètre ou d'une information ne dépendant pas d'une action du conducteur, telle que la vitesse du véhicule, l'évolution de l'accélération ou de la décélération du véhicule suite au couplage peut s'avérer désagréable pour le conducteur du véhicule. A l'inverse, lorsque la décision de couplage fait suite à une action du conducteur, une évolution trop lente de cette accélération/décélération peut être perçue par le conducteur 30 comme non optimale, par exemple en termes de performances du véhicule. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur en adaptant l'évolution du couple de la machine de traction lors du couplage de la machine en fonction du type de paramètre dont la modification a conduit à ce couplage. 35 Dans ce but, la présente invention propose un procédé de couplage d'une machine de traction d'un véhicule automobile à un train de roues du véhicule comportant des étapes consistant à : - coupler la machine à ce train de roues lorsqu'une première condition dépendant d'un premier paramètre est réalisée ou lorsqu'une seconde condition dépendant d'un second paramètre est réalisée ; - faire varier un couple de consigne de la machine pendant une phase de transition lorsque la machine est couplée à ce train de roues ; ce procédé étant remarquable en ce que la dynamique de variation du couple de consigne de la machine durant la phase de transition diffère selon que la première condition ou la seconde condition est réalisée. Ainsi, l'invention permet d'adapter l'évolution du couple appliqué par la machine de traction lors de son couplage en fonction du paramètre dont la modification a conduit à ce couplage. Selon une caractéristique particulière, le premier paramètre mentionné plus haut dépend d'au moins un paramètre parmi la vitesse du véhicule, l'inclinaison de la route, une contrainte d'utilisation de la machine de traction, une contrainte d'utilisation du moteur thermique du véhicule. Ainsi, l'invention permet d'avoir une première dynamique particulière de variation du couple de consigne durant la phase de transition lorsque la condition de couplage de la machine dépend d'un paramètre lié au fonctionnement du véhicule.
Selon une caractéristique particulière, le second paramètre dépend d'au moins un paramètre parmi l'enfoncement de la pédale d'accélération du véhicule, l'enfoncement de la pédale de frein du véhicule, une action sur le volant du véhicule, une action sur un moyen d'interface avec le conducteur du véhicule.
Ainsi, l'invention permet d'avoir une seconde dynamique de variation du couple de consigne, différente de la première, durant la phase de transition lorsque la condition de couplage de la machine dépend d'un paramètre lié à une ou plusieurs actions du conducteur. Selon une caractéristique particulière, la première condition mentionnée plus haut est réalisée lorsque le premier paramètre franchit un premier seuil prédéterminé. Ce premier seuil est une vitesse prédéterminée du véhicule. Ainsi, l'invention permet d'avoir une dynamique différente de variation du couple de consigne durant la phase de transition lorsque le couplage de la machine fait suite à une variation de la vitesse du véhicule. Selon une caractéristique particulière, la seconde condition déjà mentionnée est réalisée lorsque le second paramètre franchit un second seuil prédéterminé. Ce second seuil correspond à un enfoncement prédéterminé de la pédale d'accélération du véhicule. Ainsi, l'invention permet d'avoir une dynamique différente de variation du couple de consigne durant la phase de transition lorsque le couplage de la machine fait suite à une variation de l'enfoncement de la pédale d'accélération. Selon une caractéristique particulière, durant la phase de transition, le couple de consigne évolue suivant une première moyenne de gradient lorsque la première condition est réalisée ou suivant une seconde moyenne de gradient lorsque la seconde condition est réalisée, la valeur absolue de la première moyenne de gradient étant strictement inférieure à la valeur absolue de la seconde moyenne de gradient. Selon une caractéristique particulière, la machine de traction est une machine électrique.
Dans le même but que celui indiqué précédemment, l'invention a aussi pour objet un véhicule comportant des moyens adaptés à mettre en oeuvre des étapes d'un procédé de couplage tel que brièvement décrit précédemment. L'invention sera mieux comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple nullement limitatif et en référence aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels : - la figure 1 présente schématiquement un mode particulier de réalisation d'un véhicule conforme à l'invention, comprenant une chaîne de traction et un calculateur de gestion de cette chaîne de traction ; - la figure 2 est un graphique temporel présentant l'évolution de certains paramètres suivant un mode particulier de réalisation de l'invention, dans le cas où un paramètre dépendant du fonctionnement du véhicule franchit un seuil ; - la figure 3 est un graphique temporel présentant l'évolution de certains paramètres suivant le même mode particulier de réalisation de l'invention, dans le cas où un paramètre lié à une action du conducteur franchit un seuil.
Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, un véhicule automobile du type du véhicule 1 illustré par la figure 1. L'invention peut s'appliquer à tout type de véhicule disposant d'une chaîne de traction comprenant au moins un moteur thermique 5 et au moins une machine de traction 7 associée à un dispositif de stockage d'énergie 10. Elle concerne en effet tout type de véhicule hybride terrestre ou maritime (ou fluvial) ou encore aéronautique.
Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que la machine de traction 7 est de type électrique. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type de machine. Ainsi, elle concerne également les machines (ou moteurs) hydrauliques ou à air comprimé, dès lors qu'elles permettent de récupérer de l'énergie.
Le véhicule 1 comporte une chaîne de traction et un calculateur 14 de gestion de la chaîne de traction. La chaîne de traction du véhicule 1 comprend au moins un moteur thermique 5 associé à une première transmission 4 pour entraîner un premier train de roues 2 du véhicule 1.
On notera que la première transmission 4 peut être automatisée ou non. Par conséquent, il pourra s'agir d'une boîte automatique, d'une boîte de vitesses manuelle pilotée ou non, ou d'une boîte de vitesses à double embrayage (ou DCT), ou encore d'une transmission à variation continue (ou CVT).
La machine de traction 7 est associée à une seconde transmission 9 pour entraîner un second train de roues 3 du véhicule 1. Par exemple, la première transmission 4 est chargée d'entraîner en rotation les roues du train avant du véhicule 1, tandis que la seconde transmission 9 est chargée d'entraîner en rotation les roues du train arrière du véhicule 1. Mais l'inverse est également possible. Cette machine de traction 7 étant, dans l'exemple retenu pour la présentation de l'invention, une machine électrique, elle est connectée à un convertisseur de puissance 8 (ou onduleur) pour échanger de l'énergie avec le dispositif de stockage d'énergie électrique 10, par exemple de type batterie haute tension. La seconde transmission 9 comporte un moyen de couplage/découplage chargé de coupler/découpler la machine de traction 7 au second train de roues 3 du véhicule 1 sur ordre du calculateur 14 de gestion de la chaîne de traction.
Ce moyen de couplage/découplage est connu en soi C'est par exemple un mécanisme à crabots ou bien un embrayage.
L'invention propose de mettre en oeuvre dans le véhicule 1 un procédé destiné à coupler la machine de traction 7 au second train de roues 3. En variante, le procédé peut être destiné à coupler la machine au premier train de roues 2, mais on considérera dans la suite du document que le procédé est destiné à coupler la machine de traction 7 au second train de roues 3. Un tel procédé peut être mis en oeuvre par le calculateur 14 de gestion de la chaîne de traction, mais cela n'est pas obligatoire. En variante, ce procédé pourrait en effet être mis en oeuvre par un autre équipement, directement ou indirectement, couplé à ce calculateur 14. Ce procédé peut être mis en oeuvre par des modules logiciels (ou informatiques ou encore « software »), ou par une combinaison de circuits électroniques (ou « hardware ») et de modules logiciels.
Dans une variante, non illustrée sur les dessins, le moteur thermique 5, la machine de traction 7 et les transmissions 4 et 9 peuvent être contrôlés directement ou indirectement par l'équipement mettant en oeuvre le procédé conforme à l'invention et/ou échanger des informations avec celui-ci. L'équipement mettant en oeuvre le procédé conforme à l'invention reçoit au moins un premier paramètre Info_V dépendant du fonctionnement du véhicule 1 et au moins un second paramètre Info_C lié à une ou plusieurs actions du conducteur de ce véhicule 1. Le premier paramètre Info_V peut, à titre d'exemple non limitatif, dépendre de la vitesse du véhicule 1 et/ou de l'inclinaison de la route et/ou d'une contrainte d'utilisation de la machine de traction 7 et/ou d'une contrainte d'utilisation du moteur thermique 5. Le second paramètre Info_C, relatif aux actions du conducteur, peut par exemple dépendre de l'enfoncement de la pédale d'accélération et/ou de l'enfoncement de la pédale de frein et/ou d'une action sur le volant du véhicule 1. En outre, le paramètre Info_C peut également dépendre d'une action sur un module d'interface avec le conducteur dans le véhicule 1, tel qu'un levier, un bouton, une molette ou toute autre interface permettant au conducteur d'effectuer une action par rapport au véhicule 1. Les figures 2 et 3 sont des graphiques représentant l'évolution 35 temporelle de certains paramètres lors du déroulement du procédé de couplage suivant l'invention : - le premier paramètre Info_V lié au fonctionnement du véhicule, qui peut par exemple être exprimé en km/h dans le cas où il représente la vitesse du véhicule 1 ; - le second paramètre Info_C lié à une action du conducteur, qui peut par exemple être exprimé en pourcents (%) dans le cas où il dépend de l'enfoncement de la pédale d'accélération par le conducteur ; - une demande de couplage D_Cpl, qui prend une première valeur D_Cp1_0 lorsqu'on ne souhaite pas de couplage de la machine de traction 7 et une seconde valeur D_Cpl_1 lorsqu'on souhaite un couplage de cette machine 7 ; - un état de couplage E_Cpl du moyen de couplage/découplage, qui comporte un état découplé E_Cp1_0 lorsque la machine de traction 7 n'est pas couplée au train de roues 3 et un état couplé E_Cp1_1 lorsque cette machine 7 est couplée ; - un couple de consigne CT envoyé à la machine de traction 7, généralement exprimé en Newton-mètres (N.m). Comme représenté sur la figure 2, à l'instant tv_0, une première condition est réalisée, consistant en ce que le premier paramètre Info_V franchit un premier seuil Vs. La demande de couplage D_Cp1 passe alors de la valeur D_Cp1_0 à la valeur D_Cp1_1 pour demander le couplage de la machine de traction 7 au train de roues 3 du véhicule. A titre d'exemple non limitatif, le premier seuil Vs peut être une vitesse prédéterminée du véhicule 1. Cette vitesse prédéterminée peut par exemple être définie par une cartographie.
Dans l'intervalle de temps entre les instants tv_O et tv_1 le moyen de couplage réalise le couplage de la machine de traction 7. A l'instant tv_1, l'état de couplage E_Cp1 passe alors de l'état découplé E_Cp1_0 à l'état couplé E_Cp1_1. Jusqu'à l'instant tv_1, le couple de consigne CT envoyé à la machine de traction 7 est égal à un couple initial CT_0. Le couple initial CT_0 est adapté pour piloter la machine de traction 7 dans l'état découplé E_Cp1_0. La machine de traction 7 étant découplée, ce couple initial CT_0 est donc généralement nul ou proche de 0. A partir de l'instant tv_1, la machine traction 7 est couplée et on souhaite qu'elle applique un couple cible CT_1, adapté pour piloter la machine de traction 7 dans l'état couplé E_Cp1_1.
Durant une phase de transition, le couple de consigne CT varie depuis le couple initial CT_0 jusqu'au couple cible CT_1. Afin de ne pas provoquer de variation brutale du couple de la machine de traction 7, qui provoquerait une variation de l'accélération ou de la décélération du véhicule 1, désagréable pour le conducteur, la moyenne du gradient du couple de consigne CT est, durant la phase de transition, égale à une première moyenne de gradient G1 prédéterminée. A titre d'exemple non limitatif, on peut choisir une valeur absolue de première moyenne de gradient G1 comprise entre 100 et 250 Newton-mètres par seconde (N.m/s), cette valeur étant exprimée au niveau d'une roue du véhicule 1. Durant la phase de transition, le couple de consigne CT évolue par exemple linéairement suivant une pente égale à la première moyenne de gradient G1, comme illustré dans le mode particulier de réalisation de la figure 2. En variante, d'autres profils d'évolution du couple de consigne CT sont également possibles. Par exemple, l'évolution du couple CT durant la phase de transition peut suivre un profil d'ordre 1, un profil d'ordre 2, un profil parabolique ou un profil hyperbolique. Comme représenté sur la figure 3, à l'instant tc_0 une seconde condition est réalisée, consistant en ce que le second paramètre Info_C, qui est lié à une action du conducteur, franchit un second seuil Cs. La demande de couplage D_Cp1 passe alors de la valeur D_Cp1_0 à la valeur D_Cp1_1 pour demander le couplage de la machine de traction 7. A titre d'exemple non limitatif, le second seuil Cs peut être un enfoncement prédéterminé de la pédale d'accélération du véhicule 1. Cet 25 enfoncement prédéterminé peut par exemple être défini par une cartographie. Dans l'intervalle de temps entre les instants tc_0 et tc_1 le moyen de couplage réalise le couplage de la machine de traction 7. A l'instant tc_1, l'état de couplage E_Cp1 passe alors de l'état découplé E_Cp1_0 à l'état 30 couplé E_Cp1_1. De manière similaire à ce qui a été décrit pour la figure 2, à l'instant tc_1, le couple de consigne CT envoyé à la machine de traction 7 est égal au couple initial CT_O. A partir de l'instant tc_1, la machine traction 7 étant couplée, on souhaite qu'elle applique le couple cible CT_1. 35 Dans le cas de la figure 3, à la différence du cas de la figure 2, le couplage de la machine de traction 7 fait suite à une action du conducteur. L'évolution du couple CT de la machine de traction 7 peut donc être plus rapide. En effet, le conducteur tolère alors une variation de l'accélération ou de la décélération du véhicule plus forte que dans le cas précédent, car le véhicule 1 réagit à une demande de sa part. Le couple de consigne CT comporte donc une phase de transition depuis le couple initial CT_0 jusqu'au couple cible CT_1, durant laquelle la moyenne du gradient du couple de consigne CT est égale à une seconde moyenne de gradient G2, la valeur absolue de la première moyenne de gradient G1 étant strictement inférieure à la valeur absolue de la seconde moyenne de gradient G2. A titre d'exemple non limitatif, on peut choisir une valeur de seconde moyenne de gradient G2 comprise entre 500 et 1000 Newton-mètres par seconde (N.m/s), cette valeur étant exprimée au niveau d'une roue du véhicule 1. Durant la phase de transition, le couple de consigne CT évolue par exemple linéairement suivant une pente égale à la seconde moyenne de gradient G2, comme illustré dans le mode particulier de réalisation de la figure 3. En variante, d'autres profils d'évolution du couple de consigne CT sont également possibles. Par exemple, l'évolution du couple CT durant la phase de transition peut suivre un profil d'ordre 1, un profil d'ordre 2, un profil parabolique ou un profil hyperbolique.
Ainsi, la mise en oeuvre d'un procédé conforme à l'invention permet, lorsque la décision de couplage de la machine de traction fait suite à l'évolution d'un paramètre ou d'une information qui ne dépend pas d'une action du conducteur d'un véhicule, d'avoir une évolution lente et agréable pour le conducteur de l'accélération ou de la décélération du véhicule suite au couplage. A l'inverse, lorsque la décision de couplage fait suite à une action du conducteur, l'évolution plus rapide de l'accélération ou de la décélération permet de préserver les performances du véhicule qui sont perçues par le conducteur.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de couplage d'une machine de traction (7) d'un véhicule automobile (1) à un train de roues (3) du véhicule (1) comportant des étapes consistant à : - coupler ladite machine (7) audit train de roues (3) lorsqu'une première condition dépendant d'un premier paramètre (Info_V) est réalisée ou lorsqu'une seconde condition dépendant d'un second paramètre (Info_C) est réalisée ; - faire varier un couple de consigne (CT) de ladite machine (7) pendant une phase de transition lorsque ladite machine (7) est couplée audit train de roues (3) ; caractérisé en ce que la dynamique de variation dudit couple (CT) durant ladite phase de transition diffère selon que ladite première condition ou ladite seconde condition est réalisée.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier paramètre (Info_V) dépend d'au moins un paramètre parmi la vitesse du véhicule (1), l'inclinaison de la route, une contrainte d'utilisation de la machine de traction (7), une contrainte d'utilisation du moteur thermique du véhicule (1).
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit second paramètre (Info_C) dépend d'au moins un paramètre parmi l'enfoncement de la pédale d'accélération du véhicule (1), l'enfoncement de la pédale de frein du véhicule (1), une action sur le volant du véhicule (1), une action sur un moyen d'interface avec le conducteur du véhicule (1).
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite première condition est réalisée lorsque ledit premier paramètre (Info_V) franchit un premier seuil (Vs) prédéterminé.
  5. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit premier seuil (Vs) est une vitesse prédéterminée du véhicule (1).
  6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite seconde condition est réalisée lorsque ledit second paramètre (Info_C) franchit un second seuil (Cs) prédéterminé.
  7. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit 35 second seuil (Cs) correspond à un enfoncement prédéterminé de la pédale d'accélération du véhicule (1).
  8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, durant ladite phase de transition, ledit couple de consigne (CT) évolue suivant une première moyenne de gradient (G1) lorsque ladite première condition est réalisée ou suivant une seconde moyenne de gradient (G2) lorsque ladite seconde condition est réalisée, la valeur absolue de ladite première moyenne de gradient (G1) étant strictement inférieure à la valeur absolue de ladite seconde moyenne de gradient (G2).
  9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite machine de traction (7) est une machine électrique.
  10. 10. Véhicule caractérisé en ce qu'il comporte des moyens adaptés à mettre en oeuvre des étapes d'un procédé de couplage selon l'une quelconque des revendications précédentes.15
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