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Title:
DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING TORQUE APPLIED TO WHEELS OF A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/118327
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a motor vehicle power train control device capable of furnishing set signals of torque applied to the wheels of the motor vehicle. This control device comprises a means (1) for generating a signal representing a limitation of variation in the speed of the heat engine integrated in the power train capable of reducing the variations that are disturbing with regard to acoustics of the power train, and comprises a means (2) for determining an operating point of the power train in an optimal operating range according to the signal that represents limitation of speed. The means for generating the signal that represents a limitation of variation in the speed of the heat engine integrated in the power train is furnished, at the input, by parameters that represent characteristics of the motor vehicle and by parameters that represent the driver's wishes.

Inventors:
ROUDEAU FREDERIC (FR)
BRETHEAU JEAN (FR)
VERMUSE VINCENT (FR)
Application Number:
PCT/FR2005/050388
Publication Date:
December 15, 2005
Filing Date:
May 30, 2005
Export Citation:
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Assignee:
RENAULT SA (FR)
ROUDEAU FREDERIC (FR)
BRETHEAU JEAN (FR)
VERMUSE VINCENT (FR)
International Classes:
B60K31/04; F02D41/14; F02D41/24; (IPC1-7): B60K31/04; F02D41/14; F02D41/24
Foreign References:
FR2827339A12003-01-17
EP0280757A11988-09-07
Attorney, Agent or Firm:
Rougemont, Bernard (Sce 00267 - TCR GRA 1 55 1 avenue du Golf, GUYANCOURT CEDEX, FR)
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Description:
DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE CONTROLE DU COUPLE APPLIQUÉ AUX ROUES D' UN VÉHICULE

La présente invention concerne un di spositif de commande d' un groupe moto-propulseur apte à délivrer des signaux de consigne de couple à appliquer aux roues de véhicule automobile, et un procédé associé. L' invention concerne plus particulièrement un di spositif de commande d' un groupe moto-propulseur, pouvant être adapté sur tout type de véhicule automobile et permettant de maîtriser les variations du régime moteur dudit groupe afi n d ' améliorer l 'acoustique ressentie par le conducteur et les passagers du véhicul e automobile. A l ' heure actuelle, afin d' obtenir un agrément de conduite particuli èrement sati sfaisant on cherche à diminuer au maximum les nui sances sonores provoquées par le groupe moto-propulseur du véhicule automobile. A cet effet, la demanderesse a mis au point un dispositif de contrôle du poi nt de fonctionnement d' un groupe moto-propulseur du véhi cule automobile, décrit dans le document FR-A -2 827 339. Le contrôle réali sé par ce dispositif est un contrôle en couple appliqué aux roues du véhicule automobile. La valeur du couple à appliquer aux roues du véhicule automobi l e, est calculée directement au niveau des roues du véhicule automobile. Un tel dispositif est équipé d ' un module d' interprétation de la volonté du conducteur, dit module IVC, comprenant notamment un générateur permettant de générer un signal représentatif d ' une l imitation de variation du régime du groupe moto- propulseur apte à réd uire les variations acoustiques du groupe moto- propulseur que le conducteur est susceptible d'entendre. Ledit signal est transmis à un bloc d 'optimisation du groupe moto-propulseur en vue d' un contrôle du couple à appliquer aux roues du véhicule, le bloc d' optimisation permettant la détermination d ' un point de fonctionnement dans un domaine de fonctionnement optimal du groupe moto-propulseur sur la base de contrainte d' agrément de conduite. La détermination du signal représentatif d 'une limitation du régime du groupe moto-propulseur apte à réduire les variations acoustiquement gênantes du groupe moto- propul seur est réalisée en fonction du degré d ' activité du conducteur et de la vitesse du véhicule automobile. Un te! dispositif, apte à améliorer l ' acousti que ressenti e par l es personnes au sein de l'habitacle, présente l ' inconvénient de ne pas permettre de prendre en compte correctement les variations de demande de couple à appl iquer aux roues, le signal étant détermi né principalement par la vitesse du véhicule automobile. La présente invention a donc pour objet de résoudre cet inconvéni ent et de prévoir un dispositif de commande d 'un groupe moto-propulseur qui puisse prendre en compte de manière particuli èrement précise les variati ons de demande en couple, et donc indirectement du régi me du groupe moto-propul seur, permettant de détermi ner des limitations du groupe moto propulseur adaptées. A cet effet, le dispositif de commande d' un groupe moto- propulseur de véhicule automobile apte à délivrer des signaux de consigne de couple à appliquer aux roues du véhicule automobile, comprend un moyen de génération d' un signal représentatif d'une limitation de variation du régime du moteur thermique intégré au groupe moto-propulseur apte à réduire les variations gênantes d ' un poi nt de vue acoustique dudit groupe, et un moyen de détermination d ' un point de fonctionnement du groupe moto-propulseur dans un domaine de fonctionnement optimal du groupe moto-propulseur en fonction du signal représentatif de limitation de régime. Le moyen de génération du signal représentatif d'une limitation de variation du régime du moteur thermique intégré au groupe moto-propulseur est alimenté en entrée par des paramètres représentatifs des caractéristiques du véhicule automobile et des paramètres représentatifs de la volonté du conducteur. La consigne de couple à appliquer aux roues est cal culée directement au niveau des roues du véhicule automobile. Avec un tel dispositif, il devient ainsi possible de prévoir un dispositif permettant de déterminer le domaine de fonctionnement du groupe moto-propulseur permettant un agrément de conduite directement adapté à la vol onté du conducteur émi se, notamment au travers de la pédal e d 'accélérateur. Le dispositif permet, ai nsi, d' avoir une acoustique du groupe moto-propulseur dépendante non seulement de la vitesse du véhicule automobile, mais également de la volonté du conducteur. En d'autres termes, le dispositif permet de prendre en compte les variations de la position de la pédale d 'accélérateur dans le but de générer des limitations de régime du moteur thermique du groupe moto-propulseur, en plus de l 'accélération ou de la décélération du véhicule. Les paramètres représentatifs des caractéristiques du véhicule automobile peuvent comprendre un paramètre représentatif du degré d'activité estimé ou mesuré du conducteur Acond, et un paramètre représentatif de la vitesse du véhicule automobile Vveh. De préférence, les paramètres représentatifs de la volonté du conducteur comprennent des paramètres représentatifs de la position de la pédale d' accélérateur Pedacc et des paramètres représentatifs de la position de la pédale de frein Pedfrein. Avantageusement, les paramètres représentatifs de la volonté du conducteur comprennent, en outre, un paramètre représentatif du gradient de la position de la pédale d ' accélérateur Pedacc_grd. Dans un mode de réali sation, le paramètre représentatif du gradient de la position de la pédale d' accélérateur Pedacc_grd a été filtré par un moyen de filtrage et/ou temporisé par un moyen de temporisation avant l ' alimentation du moyen de génération par ledit paramètre Pedacc_grd. Le moyen de génération produit avantageusement deux signaux de limitation lim_var_rpm_pos, lim_var_rptn__neg définis par les rel ations : lim_var_rpm_pos = Fl (Acond, Vveh) lim_var_rpm_pos = F2 (Acond, Vveh) dans l esquelles les fonctions variables Fl et F2 dépendent de la position de la pédale d ' accélérateur et du gradient de la position de ladite pédale, lesdites fonctions étant déterminées par des tables d ' i nterpolation dont les paramètres sont déterminés de manière définitive lors de la mise au point du véhicule. L' invention concerne également un procédé de commande d'un groupe moto-propulseur de véhicule automobile apte à délivrer des signaux de consigne de couple à appliquer aux roues du véhicule automobile, dans lequel on génère un signal représentatif d' une limitation du régime du moteur thermique intégré au groupe moto- propulseur apte à réduire l es variations gênantes d ' un point de vue acoustique dudit groupe, on détermine un point de fonctionnement du groupe moto-propulseur dans un domaine de fonctionnement optimal du groupe moto- propul seur en fonction du signal représentatif de limitation de régime. On génère ledit signal représentatif d ' une limitation de variation du régime du moteur thermique intégré au groupe moto-propulseur en fonction de paramètres d 'entrée représentatifs des caractéristiques du véhicule automobil e et des paramètres représentatifs de la volonté du conducteur. Avantageusement, on génère une limitation du régime du moteur thermique intégré au groupe moto-propulseur en fonction de l ' enfoncement de la pédale d'accélérateur Pedacc. Ladite (imitation peut également être générée en fonction de l 'enfoncement du frein du véhicule et/ou en fonction du gradient de la position de la pédale d ' accélérateur Pacc_grd. Dans un mode de mise en œuvre, la limitation du régime du moteur thermique intégré au groupe moto-propulseur comprend au moins l ' une des étapes suivantes : - on compare l ' enfoncement de la pédale d 'accél ération à un premier seuil de position prédéterminé correspondant à un état d'enfoncement au-delà du point dur de la pédale d ' accélérateur, - on compare l 'enfoncement de la pédale d ' accél ération à un second seuil de position prédéterminé correspondant à un état d ' enfoncement important de la pédale mais inférieur au premier seuil, - on compare l ' enfoncement de la pédale d' accélération à un troisième seuil de position prédéterminé correspondant à un état d'enfoncement de la pédale inférieur au second seuil , on compare le gradient d 'enfoncement de la pédale d ' accélération à un quatrième seuil de variation de position prédéterminé correspondant à un enfoncement rapide de ladite pédale, - on compare le gradient d ' enfoncement de la pédale d ' accélération à un cinquième seuil de variation de position prédéterminé correspondant à un relèvement rapide de ladite pédale, chaque étape déterminant une limitation du régime du moteur thermique entre des valeurs limites de fonctionnement ou autorisant l ' étape suivante selon la valeur des paramètres. L' i nvention et ses avantages seront mieux compris à l ' étude de la description d' un mode de réalisation nullement limitatif, et illustré par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est un schéma bloc d ' un dispositif de commande selon la présente invention, - la figure 2 est un schéma bloc d' un moyen de génération d' un signal du dispositif de commande de la figure 1 , et - la figure 3 ill ustre schématiquement les différents étapes de fonctionnement d ' un moyen de génération de la figure 2. Sur la figure 1 est représenté un dispositif de commande comprenant un moyen d ' interprétation 1 de la volonté du conducteur, un moyen de détermination 2 d' un point de fonctionnement dans un domaine de fonctionnement optimal d ' un groupe moto-propulseur 3 et un moyen de réalisation 4 du point de fonctionnement déterminé. Le moyen 1 est connecté à troi s modules d'entrée 5, 6 et 7, respectivement par l ' intermédiaire de connexions 8, 9 et 10, aptes à élaborer un signal représentatif d' une grandeur mesurée par des capteurs (non représentés) montés sur le véhicule. Le module 5 fournit les caractéristiques du véhicule, en particulier les profils de comportement du véhicule programmés par l e constructeur pour caractériser le comportement du véhicule livré à un client. Le module 6 est capable d'élaborer des données en réalisant l ' i nterface entre le conducteur humain et le reste du véhicule automobile sel on la technique des interfaces homme/machine. Le module 7 est capable d' élaborer des signaux concernant l ' environnement du véhicule automobile. Ces derniers permettent de tenir compte de l ' état du véhicule automobi le et de sa situation dans l 'environnement, par exemple la vitesse du véhicule automobile, l ' état de la chaussée ou les conditions météorologiques. La valeur des paramètres et l ' état des variables des données d' entrée transmises par ces trois modules peuvent être stockés dans une mémoi re commune à chaque élément du dispositif (non représentée). Le moyen 1 comprend un générateur 1 1 de consigne de couple à appliquer aux roues comprenant une composante statique, dite couple statique Cs, et un générateur 12 de consigne de couple à appliquer aux roues comprenant une composante dynamique, dite couple dynamique Cd. De tels générateurs de consigne de couple peuvent être par exemple des générateurs tels que décrit dans la demande FR-A-2 827 339. Le moyen 1 comprend également un moyen de génération 13 de limitation de variation de régime du moteur thermique du groupe moto- propulseur apte à générer deux si gnaux de con signe de limitation 21 , 22, dit limite de régime positive lim_var_rpm_pos pour limiter les variations de régime vers le sens de l ' augmentation, et limite de régime négative lim_var_rpm_neg pour limiter les variations du régime moteur dans le sens de la réduction. La limitation de variation de régime définit la vari ation de régime moteur pendant un intervalle de temps déterminé. Comme illustré à la figure 2, le moyen de génération 13 reçoit en entrée des données représentatives de la volonté du conducteur ainsi que des données représentatives des caractéristiques du véhicule automobi le. Les données représentatives de la volonté du conducteur, transmises respectivement par les connexions 14, 15a, 16 et 17, sont : - Pedacc : l 'information représentative de l'état d'enfoncement de la pédale d' accélérateur du véhicule, par l ' intermédiaire d' un capteur (non représenté), - Pedacc_grd : le gradient de la position de la pédale d'accélérateur à partir de l ' état d ' enfoncement de la pédale d' accélérateur par rapport à un état d' enfoncement précédent, ledit gradient étant calculée par l 'intermédiaire d' un opérateur spécifique (non représenté) calculant une dérivée de positions successives de la pédale d ' accélérateur, - Kick : l 'enfoncement de la pédale d' accélérateur au-delà d ' une butée physique appelée aussi point dur de l ' accélérateur, pouvant notamment permettre, sur une transmissi on automatique de type conventionnelle à rapport discrets, de forcer le rétrogradage au rapport inférieur afin d'obtenir un surcroît d' accélération momentané pouvant être nécessaire par exemple lors d ' un dépassement, - Pedfrein : l 'information représentative de l ' état d 'enfoncement de la pédale de frein du véhicule, par l 'intermédiaire d' un capteur (non représenté). Les données représentatives du gradient de la pédal e d' accélérateur peuvent avantageusement être filtrées par un moyen de filtrage 20, tel qu ' un filtre, avant d' être transmi ses par la connexion 15b au moyen de génération 13 afin de supprimer les éventuels bruits parasites. U est également envisageable de prévoir un moyen de temporisation (non représenté) apte à mémoriser une valeur maximale du gradient de la position de la pédale pendant un intervalle de temps donné pour la transmettre au moyen de génération 13. Les données représentatives des caractéristiques du véhicule automobile, transmises respectivement par les connexions 1 S et 19 sont : - Acond : le degré d 'activité du conducteur (en %) estimé ou mesuré, pouvant être lu dans la mémoire enregistrant l ' activité du conducteur, - Vveh : la vitesse du véhicule (en km/h), pouvant être l ue ou interprétée sur les mémoires ou variables d'état représentant des signaux représentant la vitesse du véhicule. A partir des données reçues en entrée, le moyen de génération 13 permet de déterminer la limitation de variation de régime afin d' améliorer l'acoustique au sein de l'habitacle du véhicule automobile, en transmettant les signaux de consigne de limitation des variations du régime vers le sens de l' augmentation lim_var_rpm_pos et de limitation du régime vers le sens de la réduction lim_yar_rpm_neg, respectivement par les connexi ons 21 et 22, au moyen de détermination 2 du point de fonctionnement du groupe moto-propulseur. L'organigramme représenté sur la figure 3 , montre les différents tests d 'analyse et de comparaison réalisés sur les données transmises par les connexions 14 à 19 (figure 2). Ces tests sont réalisés par différents moyens de comparaison, par exemple des comparateurs, selon le processus suivant. Une première étape 23 consiste à déterminer si la pédale d' accélérateur est enfoncée au-delà d 'un premier seuil, i ci au-delà du poi nt dur de l ' accélérateur dit kick. Si l 'enfoncement de la pédale d' accélérateur PedAcc est supérieur à l 'enfoncement correspondant au point dur kick alors le moyen de génération 13 choisit un premier mode 24 dans lequel la variable lim_var_rpm_pos prend la valeur cal ibrable Ni_grd_max et la variable lim_var_rpm_neg prend la valeur cal ibrabl e Ni_grd_min, où Ni représente une consigne de régime du moteur thermique intégré au groupe moto-propul seur 3 (figure 1 ), prédéterminées afin d 'obtenir une limitation du poi nt de fonctionnement permettant d'atteindre les performances maximales dudit groupe moto- propulseur 3 tout en ayant une acoustique améliorée pour les personnes se trouvant à l 'intérieur de l'habitacle du véhicule automobile. Si r enfoncement de la pédale d' accélérateur est inférieur à l'enfoncement correspondant au point dur kick alors le moyen de génération 13 passe à l 'étape 25 et vérifie si l 'enfoncement de la pédale d'accélération Pedacc est supérieur à un second seuil seuil_PedaccF correspondant à un enfoncement de la pédale d ' accélérateur proche de 100% , pouvant être par exemple 95 %. Si l ' enfoncement de l a pédale d'accélération du véhicule automobile est strictement supérieur au seuil prédéterminé d' enfoncement de la pédale d'accélération (PedacO seuil _PedaccF) alors le moyen de génération 13 passe à un second mode 26 dans lequel la variable lim_var_rpm_pos est calculée à partir d' une cartographie calibrable p_PedaccF et la variable lim_var_rpm_neg est calculée à partir d' une cartographie calibrable n__PedaccF. Ces deux cartographies dépendent des informations d'activité du conducteur Acond et de la vitesse du véhicule automobile Vveh transmises respectivement par les connexions 18 et 19 (figure 2), lesdites données Acond et Vveh pouvant être respectivement lues ou interprétées sur la mémoire enregistrant le profil du conducteur, et sur la mémoire ou variables d'états représentant des signaux décrivant l ' environnement du véhicule. Si l ' enfoncement de l a pédale d ' accélérateur est inférieur à l 'enfoncement correspondant au second seuil seuil __PedaccF alors le moyen de génération 13 passe à l ' étape 27 et vérifie si l 'enfoncement de la pédale d' accélération Pedacc est inférieur à un troisième seuil seuil_PedaccL correspondant à un enfoncement de la pédale d'accélérateur proche de 0%, pouvant être par exempl e 10%. Si l 'enfoncement de la pédale d'accélération du véhicule automobile est strictement inférieur au seuil prédéterminé d 'enfoncement de la pédale d' accélération (Pedacc<seuil_PedaccL) al ors le moyen de génération 13 passe à un troisième mode 28 dans lequel la variabl e lim_var_rpm_pos est calculée à partir d'une cartographie calibrable p _P edaccL et la variable lim_var_rpm_neg est calculée à partir d'une cartographie calibrable n_PedaccL. Ces deux cartographies dépendent des informations d ' activité du conducteur Acond et de la vitesse du véhicule automobile Vveh. Si renfoncement de la pédale d'accélérateur est supérieur au troisième seuil PedaccL al ors le moyen de génération 13 passe à l 'étape 29 et vérifie si le gradient filtré de l ' enfoncement de la pédale d ' accélération Pedacc_grd_jil est supérieur à un quatrième seuil PedaccFD correspondant à un enfoncement rapide de la pédale d' accélérateur sans toutefois que la position de la pédale d'accélérateur atteigne le second seuil seuil_PedAccF. Si le gradient de l a position de la pédale d'accélération du véhicule automobile est strictement supérieur au seuil prédéterminé {Pedacc_grd_fil> seuil _PedaccF D) alors le moyen de génération 13 passe à un quatrième mode 30 dans lequel la variable lim_var_rpm_pos est calculée à partir d' une cartographie cali brabl e p__PedaccFD et la variable Hm_var_rpm_neg est calculée à partir d' une cartographie calibrable n_PedaccFD. Ces deux cartographies dépendent des informations d 'activité du conducteur Acond et de la vitesse du véhicule automobile Vveh. Si le gradient de la position de la pédale d ' accélération est inférieur au quatrième seuil seuil_PedaccFD alors te moyen de génération 13 passe à l'étape 31 et vérifie si le gradient filtré de l 'enfoncement de la pédale d ' accélération Pedacc_grd_fil est inférieur à un cinquième seuil seuil _Pedacc LD correspondant à un relevé rapide de la pédale d' accélérateur sans toutefois atteindre le second seuil seuil _PedaccL. Si le gradient de la position de la pédale d' accélération du véhicule automobile est strictement inférieur au seuil prédéterminé {Pedacc_grd_fil< seuil _PedaccLD) alors le moyen de génération 13 passe à un cinquième mode 32 dans lequel la variabl e lim__var_rpm_pos est calculée à partir d' une cartographie calibrable p_PedaccLD et la variable ïim_yar_rpm_neg est calculée à partir d ' une cartographie calibrable n_PedaccLD. Ces deux cartographies dépendent des informations d'activité du conducteur Acond et de la vitesse du véhicule automobil e Vveh. Si le gradient de la position de la pédale d' accélération du véhicule automobile est supérieur au seuil prédéterminé (Pedacc_grd_fll>seuil_PedaccLD) alors le moyen de génération 13 passe à un sixième mode 33 dans lequel la variable lim_var_rpm_ρos est calculée à partir d ' une cartographie calibrable p_PedaccS et la variable lim_var_rpm_neg est calculée à partir d' une cartographie calibrable n_PedaccS. Ces deux cartographies dépendent des informations d ' activité du conducteur Acond et de la vitesse du véhicule automobile Vveh, et correspondent à une position moyenne de la pédale entre le second seuil seuil_PedaccF et le troisième seuil seuil_PedaccL, Le moyen de génération 13 permet ainsi de transmettre une limitation de variation du régime du moteur thermique au moyen de détermination 2 afin d'améliorer l' acoustique au sein de l'habitacle du véhicule automobile, en transmettant les signaux de consigne de limitation des variations du régime du moteur thermique dans le sens de l' augmentation lim_var_rpm_pos et de li mitation du régime dans le sens de la réduction lim_var_rpm__neg , au moyen de détermination 2. Lesdits signaux de limitation variables prennent ainsi en compte les variations de la demande de couple générée à partir de la pédale d 'accélérateur Pedacc. Il est également possible d' utiliser d ' une manière analogue la position d'enfoncement de la pédale de frein Pedfrein à partir de l ' information transmi se par la connexion 17 (figure 2) au moyen de génération 13 ou encore d'arrêter la limitation des variations du régime lorsque le conducteur enfonce la pédale de frein Pedfrein. Comme illustré sur la figure 1 , le moyen de détermination 2 reçoit également une consigne de couple statique Cs du générateur 1 1 par l ' intermédi aire de la connexion 34 et une consi gne de coupl e statique Cd du générateur 12 par l 'intermédiaire de la connexion 35. Le moyen de détermination 2 du point de fonctionnement du groupe moto-propulseur 3 reçoit ainsi quatre signaux de commande lim__var_rpm_pos, lim_var_rpm_neg, Cs et Cd. Le moyen de détermination 2 permet ainsi le paramétrage indépendant des modules 36, 37 et 38 qui le constituent, le module 36 délivrant un signal de couple à la roue C, le module 37 un signal de puissance batterie Pbat, et le module 38 un signal de commande de régime moteur N. Lesdits signaux sont transmis, respectivement par l ' intermédiaire des connexions 39, 40 et 41 , au module 4 de réalisation du point de fonctionnement du groupe moto-propulseur 3 permettant de commander les organes de commande du groupe moto-propul seur 3 par l ' intermédiaire de la connexion 42 et les roues motrices 43 par la connexion 44 d' une manière analogue à la demande de brevet FR-A- 2 827 339 au nom de l a demanderesse. La présente invention permet ainsi de réaliser un contrôle appliqué à la roue du point de fonctionnement du groupe motopropulseur permettant de générer des consignes limites de régime dudit moteur thermique intégré au groupe moto-propulseur directement dépendantes de l ' état du véhicule mais également adaptées à la volonté du conducteur, notamment par l 'intermédiaire de la pédale d' accélérateur, dans le but d'obtenir un agrément de conduite amélioré.