FR3014775A1 - Systeme de commande d'un coupleur entre train avant et train arriere d'un vehicule automobile et procede de commande associe - Google Patents

Abstract

Le dispositif de distribution (1) d'un couple moteur comprend un coupleur (4) piloté configuré pour distribuer un couple moteur entre le train avant et le train arrière d'un véhicule. Le dispositif comprend une unité de commande électronique (10) configurée pour élaborer une consigne de couplage (CCons) imposant un couple transmis par le coupleur (4). Pour au moins un mode de fonctionnement du coupleur (4), et pour au moins une position de boîte de vitesse, l'unité de commande électronique (10) est configurée pour élaborer une consigne de couplage (CCons) dont la valeur tend vers une première valeur issue d'une première cartographie (18) fonction de la vitesse (V) du véhicule si le signal de pédale (Acc) est inférieur à un seuil de signal, et tend vers une seconde valeur issue d'une seconde cartographie (19) fonction de la vitesse (V) du véhicule si le signal de pédale (Acc) est supérieur au seuil de signal.

Description

Système de commande d'un coupleur entre train avant et train arrière d'un véhicule automobile et procédé de commande associé L'invention a pour objet les systèmes de transfert de couple entre un train avant et un train arrière d'un véhicule automobile de type 4x4. Le véhicule peut être équipé d'une boîte de vitesses manuelle ou d'une boîte de vitesses automatique. Dans un tel véhicule, un moteur est typiquement relié par une boîte de vitesses avec les roues d'un premier essieu du véhicule, et peut être relié ou découplé d'avec un second essieu par un coupleur qui est apte à transmettre, de manière régulable, une partie du couple disponible en sortie de la boîte de vitesses au second essieu. Le coupleur peut être régulé suivant différentes stratégies, ou "modes", par exemple un mode dit « 4x2 » où seul le premier essieu reçoit le couple disponible en sortie de boîte, un mode dit « automatique » dans lequel on pilote une distribution du couple disponible entre l'essieu avant et l'essieu arrière, en tenant compte des glissements des roues, c'est-à-dire en tenant compte de différences de vitesses de rotation entre les roues de l'essieu avant et les roues de l'essieu arrière du véhicule, et un mode tout terrain souvent appelé mode « lock », dans lequel le couple transféré au second essieu du véhicule est indépendant des différences de vitesses de roues entre les deux essieux du véhicule.

Lorsque le véhicule fonctionne en mode tout terrain, on souhaite gérer le transfert de couple de manière à, à la fois, fournir un couple suffisant aux manoeuvres de franchissement à basse vitesse, de manière à garantir la stabilité du véhicule à vitesse plus élevée, et on souhaite aussi optimiser le confort acoustique des occupants du véhicule en évitant de générer des bruits liés à une inversion brutale du sens de rotation du coupleur.

La demande de brevet FR 2 949 212 propose une stratégie de répartition de couple entre les trains avant et arrière d'un véhicule en fonction de différents signaux incluant les vitesses de roues, la position d'une pédale d'accélérateur et le rapport de vitesse engagé.

La consigne de transfert de couple du train avant vers le train arrière prend notamment en compte la vitesse du véhicule et une détection d'un phénomène de patinage des roues avant. La demande de brevet FR 2 958 589 propose également une stratégie de répartition de couple entre un train avant et un train arrière de véhicule automobile.

Cette demande propose notamment de mémoriser la consigne de transfert de couple qui était en cours juste avant un calage de moteur. Cette demande de brevet propose d'imposer une valeur spécifique de couple transféré lorsque le véhicule se trouve en marche arrière ou en marche avant en mode tout terrain.

L'invention a pour but d'améliorer les stratégies de transfert de couple en mode tout terrain de manière à ce que ces stratégies puissent être utilisées notamment pour un véhicule à boîte de vitesses automatique, sur tout le domaine de vitesses de la boîte. L'invention a également pour objet d'améliorer globalement la stratégie de transfert de couple en mode tout terrain de manière à optimiser, à la fois la limitation de bruit en manoeuvre lié aux inversions de rotation du coupleur et de manière à assurer toujours à la fois un couple suffisant pour les manoeuvres requises, et une bonne stabilité lors des roulages sur route ou autoroute.

A cette fin, l'invention propose un dispositif de distribution d'un couple moteur entre un train avant et un train arrière d'un véhicule automobile configuré pour pouvoir passer de deux à quatre roues motrices, comprenant un coupleur piloté configuré pour distribuer le couple moteur entre le train avant et le train arrière du véhicule, comprenant un sélecteur de mode du coupleur, et comprenant une unité de commande électronique reliée à un moyen d'estimation de la vitesse du véhicule, à une boîte de vitesses configurée pour transmettre la position actuelle de la boîte, et à une pédale d'accélération émettant un signal de pédale. On considère que le véhicule peut passer de deux à quatre roues motrices quand deux roues d'un train sont toujours reliées au moteur sauf lorsque la boîte de vitesse est en position neutre, et qu'une proportion variable du couple moteur peut être transmise au travers su coupleur aux deux roues de l'autre train de roues du véhicule. L'unité de commande électronique est configurée pour élaborer une consigne de couplage imposant un couple transmis par le coupleur. Le couple moteur distribué est typiquement un couple moteur disponible en sortie de la boîte de vitesse. Pour au moins un mode sélectionné de fonctionnement du coupleur, et pour au moins une position de boîte de vitesse, l'unité de commande électronique est configurée pour élaborer une consigne de couplage dont la valeur tend vers une première valeur issue d'une première cartographie fonction de la vitesse du véhicule si le signal de pédale est inférieur à un seuil de signal, et tend vers une seconde valeur issue d'une seconde cartographie fonction de la vitesse du véhicule si le signal de pédale est supérieur au seuil de signal. Les valeurs de la première cartographie sont de préférence strictement inférieures aux valeurs de la seconde cartographie. La première comme la seconde cartographie peuvent par exemple être représentées par un plateau de valeur constante de la consigne de couplage jusqu'à ce que la vitesse atteigne un seuil de vitesse. Le seuil de vitesse est de préférence inférieur pour la première cartographie. La valeur de la consigne de couplage cartographiée peut ensuite décroître, par exemple linéairement, pour atteindre zéro. Elle atteint zéro pour deux valeurs limites qui sont également différentes pour la première et pour la seconde cartographie. La lecture dans des cartographies peut être remplacée de manière équivalente par le calcul des valeurs correspondantes à celles cartographiées en effectuant des tests sur la valeur de la vitesse du véhicule. On calcule alors la valeur "cartographiée" en fonction de la position de la vitesse par rapport à deux seuils de vitesses, sous forme de fonction linéaire par morceaux. Par au moins une position de la boîte, on entend par exemple au moins une position de marche avant de la boîte, ou au moins une position de marche arrière de la boîte. Selon une variante de réalisation, par au moins une position de la boîte, on entend à la fois une position de marche avant de la boîte, et une position de marche arrière de la boîte. Par "la consigne de couplage tend vers la valeur cartographiée", on entend que, à partir de la valeur de la consigne de couplage à un instant donné, l'unité de commande détermine une valeur de consigne de couplage pour l'instant suivant qui tient compte de la valeur actuelle de consigne de couplage et qui tient compte de la valeur cartographiée correspondant à la vitesse actuelle. La prise en compte se fait de préférence de telle manière que, si la valeur cartographiée prise en compte devenait constante, la consigne de couplage convergerait vers cette valeur cartographiée. On peut également considérer, de manière équivalente, que deux niveaux de consigne de couplage sont élaborés successivement, le premier niveau de la consigne de couplage étant égal à une première valeur issue d'une première cartographie fonction de la vitesse du véhicule si le signal de pédale est inférieur à un seuil de signal, et égal à une seconde valeur issue d'une seconde cartographie fonction de la vitesse du véhicule si le signal de pédale est supérieur au seuil de signal. Le second niveau de consigne est ensuite obtenu par filtrage numérique prenant en compte l'historique du premier niveau de consigne. Des méthodes de filtrage connues peuvent être utilisées pour calculer la consigne de couplage à chaque instant, en fonction de la valeur de la consigne de couplage à l'instant précédent -ou de la valeur de la consigne de couplage sur une plage de temps d'instants précédents-, et de la valeur cartographiée prise pour objectif à l'instant courant. De manière préférentielle, la valeur de consigne de couplage est une valeur totale de couple, plutôt qu'une valeur proportionnelle au couple disponible en sortie de la boîte de vitesses. De manière préférentielle, la valeur maximale de la première cartographie correspond à une valeur comprise entre 35% et 55% de la valeur maximale de couple usuellement disponible en sortie de boîte de vitesses lorsque le véhicule roule à 10km/h. De manière préférentielle, la valeur maximale de la seconde cartographie correspond à une valeur comprise entre 35% et 55% de la valeur maximale de couple usuellement disponible en sortie de boîte de vitesses lorsque le véhicule roule à une vitesse supérieure à celle définie pour la première cartographie, par exemple 40km/h.

Selon des variantes de réalisation, on peut envisager une consigne de couplage qui définit une valeur de fraction de couple à transmettre à l'un des trains de roues du véhicule, en fonction du couple total disponible en sortie de boîte de vitesses. La boîte de vitesses peut notamment être une boîte de vitesses automatique, par exemple transmettant quatre signaux différents suivant qu'elle se trouve en mode marche avant, en mode marche arrière, en mode neutre ou en mode parking. Selon une autre variante de réalisation, la boîte de vitesses est une boîte manuelle ou une boîte robotisée, configurée pour transmettre au moins trois signaux différents, instrumentés ou estimés, représentant son état, suivant qu'elle se trouve en configuration de marche avant, de marche arrière, ou en position neutre de roues libres. Le coupleur peut par exemple être configuré pour pouvoir être placé dans au moins deux configurations de couplage différentes, dont une configuration sans transfert de couple entre train avant et train arrière du véhicule, et une configuration avec transfert d'un couple dont la valeur est déterminée par l'unité de commande électronique. Le coupleur peut être alors configuré pour transmettre au moins deux valeurs différentes à l'unité de commande, correspondant aux modes de couplage. De manière préférentielle, le coupleur peut être placé dans au moins trois configurations différentes, dont une configuration sans transfert de couple, une seconde configuration avec transfert d'un couple déterminé par l'unité de commande électronique en fonction notamment d'une différence de vitesse de rotation entre roues avant et roues arrière du véhicule, et une troisième configuration avec transfert d'un couple déterminé par l'unité de commande électronique sans prendre en compte de différence de vitesse de rotation entre roues avant et roues arrière du véhicule, en fonction d'autres paramètres de fonctionnement du véhicule. Cette troisième configuration, qui peut être par exemple désignée comme le mode "lock", est de préférence celle pour laquelle l'unité de commande électronique élabore la consigne de transfert de couple pour tendre alternativement vers les deux cartographies précitées. De manière avantageuse, dans ledit au moins un mode sélectionné de fonctionnement du coupleur, et pour ladite au moins une position de boîte, l'unité de commande électronique ne prend en compte dans le calcul de la consigne de couplage, que la vitesse globale du véhicule, sans prendre en compte de différences de vitesses de rotation entre différentes roues du véhicule, notamment sans prendre en compte de différences de vitesses de rotation entre roues avant et roues arrière du véhicule. Selon un mode de réalisation avantageux, l'unité de commande est en outre configurée pour vérifier périodiquement si une combinaison de conditions particulières sur la vitesse du véhicule, la position de boîte de vitesses, et le signal de pédale est vérifiée et pour mettre dans ce cas à zéro la consigne de couplage. Cette consigne de couplage est maintenue à zéro pendant un intervalle de temporisation si la combinaison de conditions particulières est vérifiée pendant l'intervalle de temporisation.

De manière préférentielle, l'unité de commande est en outre configurée, dans au moins une combinaison de conditions particulières sur la vitesse du véhicule, la position de boîte de vitesses, et le signal de pédale, pour vérifier périodiquement pendant le maintien à zéro de la consigne de couplage, si le signal de pédale devient supérieur au seuil de signal, et quand le signal de pédale devient supérieur au seuil de signal, l'unité de commande est configurée pour à nouveau élaborer une consigne de couplage dont la valeur tend vers une valeur issue de la seconde cartographie. Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif de distribution de couple moteur comprend une boîte de vitesses avec au moins une position de marche avant, au moins une position de marche arrière, et au moins une position neutre découplant les roues du véhicule d'avec un moteur du véhicule. L'unité de commande est en particulier configurée pour mettre à zéro la consigne de couplage si la consigne de couplage est différente de zéro, et si la boîte de vitesse se trouve en marche avant depuis une durée inférieure à une durée seuil ou se trouve en marche arrière depuis une durée inférieure à la durée seuil. Selon une variante de réalisation, cette mise à zéro de la consigne de couple peut être en outre soumise à une condition supplémentaire, telle que par exemple le fait que l'état actuel de la boîte de vitesses résulte d'un passage marche avant-neutre-marche arrière ou d'un passage marche arrière-neutre marche avant. L'unité de commande peut être en outre configurée pour ensuite maintenir cette consigne de couplage à zéro pendant l'intervalle de temporisation, sauf si le signal de pédale devient supérieur au seuil de signal avant que l'intervalle de temporisation ne se soit écoulé (intervalle de temporisation écoulé depuis la mise à zéro de la consigne de couplage).

Le dispositif de distribution peut en outre comprendre un estimateur d'une température de fonctionnement du coupleur, et l'unité de commande peut être configurée pour délivrer une consigne de couplage de valeur constante supérieure à toutes les valeurs de la première et de la seconde cartographies, quand la valeur de température dépasse une valeur seuil. Ce mode "superlock" permet d'améliorer le franchissement des obstacles quand le couple délivré à partir des première et seconde cartographies s'avère insuffisant. L'estimateur de température peut être par exemple configuré pour estimer, par exemple à l'aide de cartographies, une valeur variant avec la température du coupleur et avec les glissements entre l'entrée et la sortie du coupleur, par exemple à partir de la valeur de la consigne de couplage, de la valeur d'une vitesse de rotation d'un arbre d'entrée du coupleur, d'une vitesse de rotation d'un arbre de sortie du coupleur.

L'invention propose également un dispositif de distribution d'un couple moteur entre un train avant et un train arrière d'un véhicule automobile configuré pour pouvoir passer de deux à quatre roues motrices, comprenant un coupleur piloté configuré pour distribuer le couple moteur, comprenant un sélecteur de mode du coupleur, le dispositif étant configuré pour pouvoir être relié à un moyen d'estimation de la vitesse du véhicule, à un détecteur de position de boîte de vitesses, et à une pédale d'accélération. Le dispositif comprend une unité de commande électronique configurée pour élaborer une consigne de couplage imposant un couple transmis par le coupleur. Le dispositif comprend en outre un commutateur qui peut être placé soit dans un premier état, dans lequel premier état le dispositif fonctionne comme le dispositif décrit plus haut, ou dans un second état, dans lequel second état l'unité de commande est configurée pour délivrer une consigne de couplage sans utiliser de valeur de position de boîte. Le commutateur peut être un commutateur physique ou un commutateur logique, par exemple une commande dans un logiciel de configuration initiale du véhicule en sortie d'usine.

Avantageusement, quand le commutateur est dans le second état, l'unité de commande est configurée pour mettre à zéro la consigne de couplage si le signal de pédale devient inférieur au seuil de signal, et est configurée pour maintenir cette consigne de couplage à zéro pendant un intervalle de temporisation, sauf si le signal de pédale devient supérieur au seuil de signal avant que l'intervalle de temporisation ne se soit écoulé (intervalle de temporisation écoulé depuis la mise à zéro de la consigne de couplage). Si le signal de pédale devient supérieur au seuil de signal avant que l'intervalle de temporisation ne se soit écoulé, l'unité de commande est configurée pour élaborer à partir de cet instant une consigne de couplage dont la valeur tend vers une valeur issue de la seconde cartographie. Si le signal de pédale reste inférieur au seuil de signal après que l'intervalle de temporisation est écoulé, l'unité de commande est configurée pour élaborer après l'intervalle de temporisation une consigne de couplage dont la valeur tend vers une valeur issue de la première cartographie. Plus généralement, quand le commutateur est dans le second état, l'unité de commande peut être configurée pour, quand le signal de pédale est supérieur au seuil de signal, élaborer une consigne de couplage dont la valeur tend vers une valeur issue de la seconde cartographie. L'invention propose également un procédé de distribution d'un couple moteur entre un train avant et un train arrière d'un véhicule automobile configuré pour pouvoir passer de deux à quatre roues motrices, utilisant une valeur de vitesse du véhicule, une valeur de position de boîte de vitesses du véhicule, une valeur de consigne issue d'une pédale d'accélération. Dans ce procédé on impose une valeur de consigne de couplage à un coupleur apte à distribuer le couple moteur entre un train avant et un train arrière du véhicule. Pour au moins un mode de fonctionnement du coupleur, et pour au moins une position de boîte de vitesses, on calcule une consigne de couplage dont la valeur tend vers une première valeur issue d'une première cartographie fonction de la vitesse du véhicule si le signal de pédale est inférieur à un seuil de signal, et tend vers une seconde valeur issue d'une seconde cartographie fonction de la vitesse du véhicule si le signal de pédale est supérieur au seuil de signal. De manière préférentielle, pour ce mode de fonctionnement du coupleur et pour cette position de boîte de vitesse, la consigne de couplage est déterminée sans prendre en compte les différences de vitesses de rotation des roues entre train avant et train arrière du véhicule. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : -la figure 1 est une représentation schématique d'un véhicule équipé d'un dispositif de distribution selon l'invention, -la figure 2 est un algorithme simplifié d'une première partie d'une stratégie de fonctionnement d'un dispositif de distribution selon l' invention, -la figure 3 est un algorithme simplifié d'une seconde portion de stratégie mise en oeuvre dans un dispositif de distribution selon l'invention conjointement à la stratégie illustrée en figure 2, - la figure 4 est un algorithme simplifié d'une troisième portion de stratégie qui peut être mise en oeuvre dans un dispositif de distribution selon l'invention. Tel qu'illustré sur la figure 1, un véhicule 2 équipé d'un dispositif de distribution de couple 1 selon l'invention comprend - un train avant 3 portant des roues avant 11 et 12 du véhicule, - un train arrière 5 portant des roues arrière 13 et 14 du véhicule, - un coupleur 4 apte à transmettre, en proportions variables, un couple entre le train avant 3 et le train arrière 5 du véhicule. Le dispositif de distribution de couple 1 comprend une unité de commande électronique 10, qui envoie une consigne de couplage Ccons au coupleur 4, la consigne Ccons représentant une valeur de couple souhaitée au niveau du second essieu du véhicule. Cette consigne de couplage est typiquement une valeur de couple total (positif ou négatif) que l'on souhaite récupérer au niveau du second essieu du véhicule.

Dans l'exemple illustré, le train avant 3 est relié à une boîte de vitesses 15 recevant un couple moteur d'un moteur (non représenté). Une partie du couple disponible en sortie de boîte de vitesses peut être transmise vers l'essieu arrière 5 à l'aide du coupleur 4. Chacune des roues 11, 12, 13, 14 est équipée d'un capteur de vitesses de roues respectivement 21, 22, 23, 24. Ces capteurs de vitesse de roues 21, 22, 23, 24 transmettent respectivement une valeur ni, n2, n3, n4 à un calculateur 6 de vitesse de roues qui transmet à son tour à l'unité de commande électronique 10 quatre valeurs qui peuvent être soit les valeurs ni, n2, n3, n4 de vitesse de rotation de roues soit des valeurs Vi, V2, V3, V4 de vitesse linéaire de roues et qui transmet également à l'unité de commande électronique 10, une vitesse V traduisant la vitesse linéaire d'avancement du véhicule, calculée selon des méthodes connues. L'unité de commande électronique 10 est reliée à des cartographies 18 et 19 reliant chacune une valeur assimilable à une vitesse V d'avancement linéaire du véhicule, et une valeur assimilable à un couple de rotation. La boîte de vitesses 15 comprend un levier de vitesses 16 instrumenté, qui transmet à l'unité de commande électronique 10 une valeur BV de position de la boîte de vitesses. La valeur BV représente le mode actuel dans lequel se trouve la boîte de vitesses 15 et peut typiquement prendre, pour une boîte de vitesses automatique des valeurs couramment désignées par « parking », « neutre », « drive » et « reverse ». L'invention peut aussi s'appliquer à des boîtes robotisées, la valeur BV peut alors prendre des valeurs correspondant à la position neutre, à la marche arrière, et à différentes vitesses de marche avant. Le dispositif de distribution 1 comprend un sélecteur 9 de mode du coupleur 4, par exemple sous forme d'une interface homme-machine permettant au conducteur du véhicule de sélectionner un mode de fonctionnement du coupleur 4 parmi au moins deux, et de préférence parmi au moins trois modes de fonctionnement différents du coupleur 4. Le sélecteur de mode transmet une valeur « mode » à l'unité de commande électronique 10. Typiquement, la valeur « mode » peut prendre trois valeurs souvent désignées par « 4x2 » pour un mode à seulement deux roues motrices, le coupleur étant ouvert, un mode « auto » pour un mode de transfert de couple prenant en compte des glissements entre roues avant 11, 12 et roues arrière 13, 14 du véhicule, par exemple à partir d'un calcul de différence de vitesse de rotation entre vitesse de roues avant et vitesse de roues arrière, et un mode « lock » pour un mode tout terrain calculé sans prendre en compte de telles différences de vitesses de rotation de roues entre roues avant et roues arrière du véhicule. Le dispositif de distribution 1 comprend également une pédale d'accélération 8 qui transmet à l'unité de commande 10 une valeur Acc traduisant une consigne d'accélération souhaitée par le conducteur du véhicule. Cette consigne d'accélération Acc peut être par exemple obtenue directement à partir d'une cartographie reliant la position de la pédale 8 et la valeur de consigne de pédale Acc, ou peut être calculée en intégrant des stratégies plus complexes prenant en compte d'autres paramètres de fonctionnement du véhicule tels que par exemple la vitesse du véhicule. Dans certains modes de réalisation, le dispositif de distribution peut comprendre un estimateur 7 configuré pour envoyer à l'unité de commande électronique 10 une valeur T assimilable à une température de fonctionnement du coupleur 4. Cet estimateur peut être absent de certains modes de réalisation de l'invention. L'estimateur de température 7 peut être typiquement configuré pour estimer une température de fonctionnement du coupleur 4 à partir de paramètres tels que une vitesse de rotation d'un arbre d'entrée du coupleur 4, une vitesse de rotation d'un arbre de sortie du coupleur 4, une consigne de couplage Ccons reçue par le coupleur 4 et émanant par exemple de l'unité de commande électronique 10.

Pour estimer la température du coupleur 4 qui traduit de fait un niveau de frottement au niveau du coupleur 4, l'estimateur 7 peut utiliser différentes cartographies intégrées à l'estimateur. La manière dont l'unité de commande électronique 10 élabore la consigne de couplage Ccons dépend de différents paramètres et suit notamment des stratégies différentes selon le mode « mode » sélectionné au niveau du sélecteur de modes 9. L'objet de l'invention porte en particulier sur une stratégie d'élaboration de la consigne de couple Ccons dans un mode dit « tout terrain » du coupleur correspondant à un mode ici appelé « lock » délivré par le sélecteur de modes 9. Afin d'assurer toujours un couple pertinent au niveau de l'essieu arrière du véhicule, tout en limitant les occurrences de bruit de choc lors des inversions de sens de rotation du coupleur 4, l'unité de commande électronique est configurée pour effectuer des aller-retour entre plusieurs volets de stratégie, dont deux sont illustrés en figures 2 et 3, un premier volet visant à assurer un couple suffisant dès que le conducteur souhaite faire avancer ou reculer le véhicule, et le second volet assurant une "ouverture" temporisée du coupleur quand l'historique des paramètres de fonctionnement du véhicule indique une probabilité de changement de sens de rotation du coupleur et l'absence d'urgence à délivrer immédiatement un couple conséquent au niveau du second essieu du véhicule. La figure 2 illustre un algorithme simplifié 30 illustrant une partie de la stratégie d'élaboration de la consigne de couplage Cons par l'unité de commande électronique 10 de la figure 1. On retrouve sur la figure 2 certaines notations communes à la figure 1, les mêmes éléments et les mêmes variables étant désignés par les mêmes références.

A une étape 31, l'unité de commande électronique 10 teste si le sélecteur de modes 9 se trouve en position « lock », et si ce n'est pas le cas, effectue successivement des tests 32 et 34 pour vérifier si le sélecteur se trouve dans l'un des deux autres modes possibles « 4x2 » ou « auto ». L'unité de commande électronique 10 bascule alors au besoin respectivement, à l'étape 33 vers une stratégie dédiée au mode « 4x2 » ou à l'étape 35 vers une stratégie dédiée au mode « auto ». Les stratégies correspondant aux étapes 33, 35 ne sont pas développées ici. Si, à l'étape 31 le sélecteur de modes se trouve effectivement en mode « lock », alors à une étape 36 l'unité de commande électronique 10 effectue un test pour savoir si la valeur BV de position de boîte de vitesses est égale à l'une des valeurs « park » (parking) ou « N » (neutre). Si la boîte de vitesses, suite au test 36, n'est ni en position « park » ni en position « N », on peut considérer que la boîte de vitesses se trouve en position « drive » ou en position « reverse », ce que l'on peut éventuellement revérifier par un test 37. Le test 37 peut être éventuellement omis suivant les modes de réalisation. On effectue ensuite un test 38 pour savoir si la valeur délivrée par la pédale d'accélération 8 est inférieure à un seuil seuilAcc, et si, en même temps, un passage récent de la variable BV par la valeur N a été enregistré. Par « passage récent », on peut par exemple entendre un passage remontant à une date antérieure de moins d'une seconde de l'instant actuel. Si l'une des deux conditions du test 38 n'est pas vérifiée, alors à une étape 39 on bascule sur une stratégie de calcul de la variable C'' qui est ici désignée comme stratégie de motricité « Motr », cette stratégie est détaillée sur la figure 3. Si les deux conditions du test 38 sont satisfaites, on effectue ensuite un test 40 pour vérifier si la boîte de vitesses se trouve en position « drive » et si en même temps la vitesse V du véhicule est inférieure à un premier seuil de vitesses « liml ». Si ces deux conditions sont satisfaites, l'unité de commande électronique se rend à l'étape 43 de l'algorithme 30. Si l'une des conditions du test 40 n'est pas vérifiée, l'unité de commande électronique 10 effectue un test 41 pour voir si la position de la boîte de vitesses correspond à la position « reverse » et si en même temps la vitesse en valeur absolue du véhicule est inférieure à un deuxième seuil de vitesse « lim2 ». Si ces deux conditions sont vérifiées, l'unité de commande électronique se rend également à l'étape 43. Si aucun des tests 40 ou 41 n'est vérifié, alors l'unité de commande électronique bascule, à une étape 42, vers la stratégie de motricité « Motr », illustrée en figure 3. Aux étapes 33, 35, 39, et 42, l'unité de commande électronique 10 réinitialise à zéro un compteur de temporisation "t". Si l'un des tests 40, 41 ou 36 est vérifié, l'unité de commande électronique entame donc une portion d'un algorithme correspondant à une étape 43. A cette étape 43, l'unité de commande électronique 10 effectue un test pour vérifier si la consigne Cco' de couplage est déjà nulle, et si la variable de temporisation t est strictement supérieure à zéro, ce qui voudrait dire qu'une ouverture du coupleur a déjà été entamée. Si les deux conditions du test 43 sont vérifiées, cela signifie que la consigne de couplage Cco' a déjà été mise à zéro et le décompte de temporisation a été entamé. Dans ce cas, à une étape 44, on maintient à zéro la consigne de couplage C'' et on vérifie si la durée « d'ouverture » du coupleur n'a pas déjà atteint la durée minimale d'ouverture souhaitée de temporisation toue. Si le résultat de ce test 45 est positif, l'unité de commande électronique 10 revient à l'étape 31. Si le résultat du test 45 est négatif, l'unité de commande électronique 10 maintient à zéro la consigne de couplage Service Cco' et incrémente le compteur de temporisation t d'un incrément St. Elle revient ensuite à l'étape 31. Si le résultat du test 43 est négatif, cela signifie que la consigne de couplage n'a pas encore été mise à zéro, et dans ce cas, à l'étape 44, l'unité de commande électronique 10 met à zéro la consigne de couplage Ccons, réinitialise le compteur de temporisation t, et revient à l'étape 31. Ainsi, comme on peut le voir globalement sur l'algorithme 30, afin d'éviter les bruits liés à l'inversion de sens de rotation du coupleur 4, la consigne Cons est mise à zéro pendant une durée minimale ton,, soit si l'on place le levier de boîte de vitesses en mode « parking » ou en mode « neutre », soit si, suite à un passage récent par la position neutre, on constate que le véhicule se trouve en manoeuvre à basse vitesse, le seuil de basse vitesse ayant des valeurs différentes selon que le véhicule est en marche avant ou en marche arrière. Cependant, si à l'étape 38, malgré un passage récent par le point neutre, l'appui sur la pédale d'accélération est supérieur au seuil seuilAcc, on considère que le conducteur souhaite une réaction rapide du véhicule et l'on privilégie la motricité du véhicule sur le confort acoustique, en basculant sur la stratégie dite de motricité décrite à la figure 3. La figure 3 illustre un algorithme 50 d'une portion de stratégie d'élaboration d'une consigne de couplage Cons, complémentaire de la portion de stratégie de la figure 2. On retrouve sur la figure 3 des notations communes aux figures 1 et 2, les mêmes éléments et les mêmes variables étant désignés par les mêmes références. La portion d'algorithme 50 représente une portion visant à améliorer la motricité du véhicule 2. Elle comporte des étapes de test 51, 52 et 54 qui permettent, comme les tests 31, 32 et 34 de la figure 2, de basculer sur d'autres stratégies que la stratégie dédiée au mode tout terrain si la valeur « mode » délivrée par le sélecteur de mode 9 est différente de la valeur « lock ». Si besoin, à une étape 53 ou 55, l'unité de commande électronique 10 bascule respectivement sur une stratégie de type 4x2 ou une stratégie de type auto. Si le résultat du test 51 est positif, c'est-à-dire si le mode du coupleur correspond effectivement au mode tout terrain, l'unité de commande électronique 10 effectue un test 56 pour vérifier si la position de la boîte de vitesses correspond aux valeurs « park » ou « N ». Si c'est le cas, l'unité de commande électronique 10 bascule alors à une étape 57, sur l'étape 31 de la portion d'algorithme de la figure 2, désignée ici comme la stratégie "antibruit". De manière similaire, lorsque sur la figure 2 l'unité de commande électronique 10 se retrouve aux étapes 39 ou 42, elle reprend à l'étape 51 la portion d'algorithme 50, ou stratégie de motricité. Si le résultat du test 56 est négatif, on peut alors considérer que la boîte de vitesses se trouve en position « drive » ou « reverse », et on effectue alors un test 58 pour savoir si la pédale d'accélération est relevée et si un passage récent par le point neutre N de la boîte de vitesses 15 a été détecté. Si c'est le cas, l'unité de commande électronique 10 bascule également vers l'étape 57 et la stratégie antibruit. Si le passage par la position neutre est déjà plus ancien, ou si la pédale d'accélération est appuyée, l'unité de commande électronique 10 se rend à l'étape 59 et teste si la pédale d'accélération est appuyée, autrement dit si la valeur de la variable de signal de pédale Acc est supérieure au seuil seuilAcc. Si la valeur du signal de pédale est inférieure au seuil, alors l'unité de commande électronique passe à une étape 60 utilisant une cartographie de référence 18. Si le signal de pédale est supérieur au seuil, alors l'unité de commande électronique 10 passe à une étape 61 utilisant une cartographie de référence 19. Les cartographies 18 et 19 sont typiquement des valeurs de couple en fonction de la vitesse du véhicule, qui commencent par une valeur de plateau constant à partir de la vitesse nulle, jusqu'à une première vitesse seuil qui est différente pour les deux cartographies, puis la valeur de couple décroît de manière linéaire jusqu'à atteindre zéro au niveau d'une seconde vitesse seuil qui est également différente pour les deux cartographies.

En ordonnées, les valeurs de couple de la cartographie 18 sont typiquement toutes inférieures aux valeurs de couples de même abscisse de la cartographie 19. Les valeurs de vitesse seuil de la cartographie 18 peuvent par exemple être comprises respectivement pour la première entre 20 et 30 km/heure et pour la seconde entre 30 et 40 km/heure. La valeur du plateau de la première cartographie peut être par exemple comprise entre 200 et 400 Newton.mètre. Les valeurs de vitesse seuil de la seconde cartographie 19 peuvent être pour la première comprises par exemple entre 30 et 50 km/heure et pour la seconde entre 60 et 100 km/heure ou mieux comprises entre 70 et 90 km/heure. La valeur du plateau de la première cartographie peut être par exemple comprise entre 800 et 1000 Newton.mètre. D'autres valeurs peuvent être envisagées dans le cadre de la présente invention. A l'étape 60 comme à l'étape 61, l'unité de commande électronique 10 lit, en fonction de la vitesse V du véhicule, dans la cartographie associée, une valeur Cobj qui est une consigne de couplage de premier niveau. On passe ensuite à une étape 62, laquelle élabore une consigne de couplage de second niveau Cc.ns qui est obtenue par filtrage numérique des valeurs de consigne de couple du premier niveau Cobj. Le filtrage peut se faire sur une ou plusieurs valeurs de la consigne de couple de premier niveau déterminées aux instants précédents. La consigne de couplage de second niveau Ccons(t) est ensuite envoyée comme valeur de consigne vers le coupleur 4 de la figure 1. L'unité de commande électronique 10 revient alors à l'étape 51. Ainsi, grâce à la portion de stratégie dite « de motricité » illustrée en figure 3, tant que les tests 56 ou 58 ne détectent pas la nécessité de rebasculer sur la stratégie antibruit, le conducteur dispose, selon qu'il est en configuration pédale levée ou pédale appuyée, respectivement d'un couple minimal permettant le franchissement des obstacles à basse vitesse (cartographie 18) ou d'un couple minimal plus élevé (cartographie 19). Le couple est dans les deux cas réduit au fur et à mesure que la vitesse du véhicule augmente pour garantir une stabilité suffisante du véhicule.

Si le résultat du test 58 est positif, c'est-à-dire si l'unité de commande 10 détecte que l'on vient d'effectuer un passage récent par la position neutre et détecte que la pédale d'accélération est relevée, alors l'unité de commande électronique 10 bascule vers l'étape 57 et applique la stratégie antibruit de la figure 2. Outre les schémas complémentaires de fonctionnement de l'unité de commande électronique décrits aux figures 2 et 3, qui sont appliqués lorsque le coupleur se trouve en mode tout terrain, l'unité de commande électronique 10 peut en outre être configurée pour basculer vers un mode de fonctionnement dit « superlock » qui correspond à une substitution des cartographies 18 ou 19 par une troisième cartographie dont le plateau est plus élevé encore que le plateau de la cartographie 19, quand certaines conditions de fonctionnement particulières sont détectées, par exemple quand l'estimateur de température 7 détecte une « température » T de fonctionnement supérieure à un seuil. Le niveau de couple imposé à basse vitesse pour ce mode « superlock » peut être par exemple supérieur d'au moins 10% au niveau de couple maximal de la cartographie 19. Ainsi dans le mode de fonctionnement du coupleur en mode tout terrain selon l'invention, le conducteur dispose toujours d'un couple aux roues suffisant pour le franchissement des obstacles rencontrés, tout en gardant un mode de fonctionnement indépendant des glissements éventuellement constatés entre le train avant et le train arrière du véhicule.

Le conducteur dispose ainsi d'un mode de réaction du véhicule et d'adaptation aux obstacles rencontrés, qui est différent du mode automatique, et qui est mieux adapté par exemple dans des terrains où le glissement entre train avant et train arrière est très variable. Le dispositif de distribution selon l'invention peut être en outre équipé d'un interrupteur qui permet d'activer dans une première position de l'interrupteur, la stratégie décrite précédemment sur les figures 2 et 3, cette stratégie étant typiquement activée lors de la mise en service du véhicule en sortie d'usine si le véhicule dispose d'une boîte automatique ou d'une boîte permettant de connaître, au niveau de l'unité de commande électronique 10, la position actuelle de la boîte. La seconde position de l'interrupteur permet de placer le dispositif de distribution 1 dans une configuration où la stratégie utilisée lors du mode tout terrain est indépendante de la position de la boîte de vitesses. Cette configuration, dont un mode de mise en oeuvre est illustré par l'algorithme simplifié 63 de la figure 4, peut typiquement être activée lors de la mise en service du véhicule en sortie d'usine si le véhicule est équipé d'une boîte manuelle. Une partie de cette stratégie pour boîte manuelle peut reprendre des étapes de l'algorithme 30 de la figure 2 qui sont indépendants de la position BV de la boîte de vitesses, et une partie des étapes de la figure 3 également indépendantes de la position de la boîte de vitesses. Un exemple d'algorithme 63 correspondant est illustré à la figure 4. On retrouve sur la figure 4 des notations communes aux figures 1 à 3, les mêmes variables et les mêmes éléments étant désignés par les mêmes références. L'algorithme 63 reprend la partie haute de l'algorithme 30 de la figure 2, notamment les étapes 31 à 35, puis les étapes 43 à 46, à ceci près que l'étape 43 est déclenchée par le passage du signal de pédale Acc en dessous d'une valeur seuil à une étape 66 à condition que ce passage sous le seuil de signal de pédale à condition que ce franchissement du seuil soit récent (date éloignée de l'instant actuel d'une valeur inférieure à un seuil de durée A -seull)- Si le résultat du test 66 est négatif, l'unité de commande réinitialise à une étape 64 le compteur "t" de temporisation à zéro. Elle enchaîne ensuite à une étape 59 correspondant à l'étape 59 de la figure 3, puis par les étapes 60 à 62 similaires à celles de la figure 3 et utilisant les cartographies 18 et 19, et reboucle sur le test 31 pour vérifier que le mode tout terrain est toujours activé. On obtient ainsi une stratégie globale de gestion du coupleur qui permet d'optimiser à la fois la motricité du véhicule et le confort acoustique tout en étant facilement adaptable à la fois à une configuration à boîte automatique et à une configuration à boîte manuelle.

L'invention ne se limite pas aux exemples de réalisation décrits et peut se décliner en de nombreuses variantes. Les cartographies utilisées peuvent être différentes de celles décrites ici. Le dispositif de distribution peut comporter ou ne pas comporter d'interrupteur pour passer de la configuration à boîte automatique à la configuration à boîte manuelle. Les algorithmes des figures 2, 3 et 4 peuvent être remplacés par d'autres algorithmes permettant d'obtenir un mode de régulation du couple de distribution équivalent.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de distribution (1) d'un couple moteur entre un train avant (3) et un train arrière (5) d'un véhicule automobile (2) configuré pour pouvoir passer de deux à quatre roues motrices (11, 12, 13, 14), comprenant un coupleur (4) piloté configuré pour distribuer un couple moteur entre le train avant et le train arrière du véhicule, comprenant un sélecteur (9) de mode (mode) du coupleur (4), et comprenant une unité de commande électronique (10) reliée à un moyen d'estimation (6) de la vitesse (V) du véhicule, à une boîte de vitesses (15) configurée pour transmettre la position actuelle de la boîte (BV), et à une pédale d'accélération (8) émettant un signal de pédale (Acc), l'unité de commande électronique étant configurée pour élaborer une consigne de couplage (Ccons) imposant un couple transmis par le coupleur (4), caractérisé en ce que, pour au moins un mode (Lock) sélectionné de fonctionnement du coupleur (4), et pour au moins une position (drive, reverse) de boîte de vitesse, l'unité de commande électronique (10) est configurée pour élaborer une consigne de couplage (Ccons) dont la valeur tend vers une première valeur (Cobj) issue d'une première cartographie (18) fonction de la vitesse (V) du véhicule si le signal de pédale (Acc) est inférieur à un seuil de signal (seuilAcc), et tend vers une seconde valeur (Cobj) issue d'une seconde cartographie (19) fonction de la vitesse (V) du véhicule si le signal de pédale (Acc) est supérieur au seuil de signal (seuilAcc).
2. 2. Dispositif de distribution d'un couple moteur selon la revendication 1, dans lequel l'unité de commande (10) est en outre configurée pour vérifier périodiquement si une combinaison de conditions particulières sur la vitesse du véhicule (V), la position de boîte de vitesses (BV), et le signal de pédale (Acc) sont réunies, est configurée pour mettre à zéro la consigne de couplage (Ccons) si la combinaison de conditions particulières est vérifiée, et est configurée pour maintenir cette consigne de couplage à zéro pendant un intervalle de temporisation (to',) si la combinaison de conditions particulières est maintenue pendant l'intervalle de temporisation (toue).
3. 3. Dispositif de distribution d'un couple moteur selon la revendication 2, dans lequel l'unité de commande (10) est en outre configurée, dans au moins une combinaison de conditions particulières sur la vitesse du véhicule (V), la position de boîte de vitesses (BV), et le signal de pédale (Acc), pour vérifier périodiquement pendant le maintien à zéro de la consigne de couplage, si le signal de pédale (Acc) devient supérieur au seuil de signal (seuilAcc), et quand le signal de pédale devient supérieur au seuil de signal, l'unité de commande est configurée pour à nouveau élaborer une consigne de couplage (Ccons) dont la valeur tend vers une valeur issue de la seconde cartographie (19).
4. 4. Dispositif de distribution d'un couple moteur selon l'une des revendications 2 ou 3, comprenant une boîte de vitesses avec au moins une position de marche avant (drive), au moins une position de marche arrière (reverse), et au moins une position neutre (N) découplant les roues du véhicule d'avec un moteur du véhicule, dans lequel l'unité de commande (10) est en particulier configurée pour mettre à zéro la consigne de couplage (Ccons) si la consigne de couplage est différente de zéro et si la boîte de vitesses se trouve en marche avant (drive) depuis une durée inférieure à une durée seuil ou se trouve en marche arrière (reverse) depuis une durée inférieure à la durée seuil.
5. 5. Dispositif de distribution d'un couple moteur selon la revendication 4, dans lequel l'unité de commande (10) est configurée pour ensuite maintenir cette consigne de couplage (Ccons) à zéro pendant l'intervalle de temporisation (ton,), sauf si le signal de pédale (Acc) devient supérieur au seuil de signal (seuilAcc) avant que l'intervalle de temporisation (ton,) ne se soit écoulé.
6. 6. Dispositif de distribution d'un couple moteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un estimateur (7) d'une température (T) de fonctionnement du coupleur, dans lequel l'unité de commande (10) est en outre configurée pour délivrer une consigne de couplage (Ccons) de valeur constante supérieure à toutes les valeurs de la première (18) et de la secondecartographie (19), quand la valeur de température dépasse une valeur seuil.
7. 7. Dispositif de distribution d'un couple moteur entre un train avant (3) et un train arrière (5) d'un véhicule automobile (2) configuré pour pouvoir passer de deux à quatre roues motrices (11, 12, 13, 14), comprenant un coupleur piloté (4) configuré pour distribuer le couple moteur, comprenant un sélecteur (9) de mode (mode) du coupleur (4), le dispositif (1) étant configuré pour pouvoir être relié à un moyen d'estimation (6) de la vitesse (V) du véhicule (2), à un détecteur de position de boîte de vitesses, à une pédale d'accélération, et comprenant une unité de commande électronique (10) configurée pour élaborer une consigne de couplage (Ccons) imposant un couple transmis par le coupleur (4), le dispositif comprenant en outre un commutateur qui peut être placé soit dans un premier état, dans lequel premier état le dispositif fonctionne comme un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, ou dans un second état, dans lequel second état l'unité de commande (10) est configurée pour délivrer une consigne de couplage (Ccons) sans utiliser de valeur de position de boîte.
8. 8. Dispositif de distribution d'un couple moteur selon la revendication 7, dans lequel, quand le commutateur est dans le second état, l'unité de commande est configurée pour mettre à zéro la consigne de couplage (C,..) si le signal de pédale devient inférieur au seuil de signal (seuilAcc), et est configurée pour maintenir cette consigne de couplage à zéro pendant un intervalle de temporisation, sauf si le signal de pédale (Acc) devient supérieur au seuil de signal (seuilAcc) avant que l'intervalle de temporisation (ton,) ne se soit écoulé.
9. 9. Dispositif de distribution d'un couple moteur selon la revendication 8, dans lequel, quand le commutateur est dans le second état, l'unité de commande (10) est configurée pour, quand le signal de pédale (Acc) est supérieur au seuil de signal (seuilAcc), élaborer une consigne de couplage (Ccons) dont la valeur tend vers une valeur issue de la seconde cartographie (19).
10. 10. Procédé de distribution d'un couple moteur entre un train avant (3) et un train arrière (5) d'un véhicule automobile configuré pour pouvoir passer de deux à quatre roues motrices (11, 12, 13, 14), utilisant une valeur de vitesse du véhicule (V), une valeur de position (BV) de boîte de vitesses du véhicule, une valeur de consigne (Acc) issue d'une pédale d'accélération, dans lequel on impose une valeur de consigne de couplage (Ccons) à un coupleur apte à distribuer le couple moteur entre un train avant et un train arrière du véhicule, caractérisé en ce que, pour au moins un mode de fonctionnement (lock) du coupleur, et pour au moins une position (BV) de boîte de vitesses, on calcule une consigne de couplage (Ccons) dont la valeur tend vers une première valeur issue d'une première cartographie (18) fonction de la vitesse du véhicule si le signal de pédale est inférieur à un seuil de signal, et tend vers une seconde valeur issue d'une seconde cartographie (19) fonction de la vitesse (V) du véhicule si le signal de pédale (Acc) est supérieur au seuil de signal (seuilAcc).