EP4363286A1 - Procédé de conduite par robot d'un groupe motopropulseur de véhicule avec optimisation des fonctions de décollage et d'arrêt - Google Patents

Procédé de conduite par robot d'un groupe motopropulseur de véhicule avec optimisation des fonctions de décollage et d'arrêt

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Publication number
EP4363286A1
EP4363286A1 EP22731269.1A EP22731269A EP4363286A1 EP 4363286 A1 EP4363286 A1 EP 4363286A1 EP 22731269 A EP22731269 A EP 22731269A EP 4363286 A1 EP4363286 A1 EP 4363286A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
powertrain
phase
vehicle
take
robot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22731269.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Frederic Cadilhon
Jean Francois LEGROS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stellantis Auto SAS
Original Assignee
Stellantis Auto SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stellantis Auto SAS filed Critical Stellantis Auto SAS
Publication of EP4363286A1 publication Critical patent/EP4363286A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/18—Safety devices; Monitoring
    • B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
    • B60T17/221—Procedure or apparatus for checking or keeping in a correct functioning condition of brake systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines

Definitions

  • the invention relates generally to the robot driving of a powertrain mounted on a test bench. More particularly, the invention relates to a method for driving a vehicle powertrain by robot, with optimization of the take-off and stop functions. The invention also relates to a driving robot implementing the aforementioned method.
  • WLTP certification test procedure provides in particular for the measurement of fuel consumption, electrical range and C02 and pollutant emissions.
  • Driving robots must be autonomous and non-intrusive to maintain the vehicle or powertrain in operating conditions close to real conditions. These driving robots are required, in particular, to ensure high accuracy of speed setpoint tracking, good repeatability for test correlation and so-called “human” driving quality.
  • driving robots comprising actuators capable of mechanically controlling the steering components of a vehicle, such as the brake pedal, the accelerator pedal and the gearshift lever.
  • these driving robots with actuators of the prior art have various drawbacks which are, among other things, a high cost, consequent durations of installation in the vehicle and of implementation, as well as the need for parameterization. specific for different types of vehicles.
  • the applicant proposed a robot for driving an electrified vehicle powertrain mounted on a GMP test bench, which does not require actuators mechanically coupled to the organs steering the vehicle.
  • the robot control computer communicates with a development engine control computer installed in the vehicle and with control means of the GMP test bench, through data communication links.
  • the robot's computer is permanently informed of the vehicle's driving speed by the vehicle's computer and controls the acceleration and braking of the vehicle via instructions transmitted to the vehicle's computer and to the control means of the GMP test bench.
  • the braking phases include a regenerative braking component managed by the driving robot so as to have a good representativeness of the contribution to braking of the energy recovery strategy on board the vehicle.
  • the inventive entity has observed a lack of precision in the tracking of the speed setpoint carried out by the driving robot during the phases of take-off and shutdown phases of the powerplant.
  • the "crawling” function is present in vehicles equipped with an automatic gearbox, called “BVA”, or a controlled or robotized gearbox, called “BVMP” or “BVP”, as well as in electric vehicles .
  • BVA automatic gearbox
  • BVMP controlled or robotized gearbox
  • the "crawling” function causes the vehicle to travel at very low speed without pressing the accelerator pedal, in forward gear when the gear lever is in position “D” or reverse gear when the gear lever is in position “R from the moment the driver releases the brake pedal.
  • the "crawling” function generates an acceleration of the vehicle and causes its driving speed to converge at a stabilized speed of the order of 7 km/h while the speed setpoint is zero or less than 7 km/h. h.
  • This function meets a need for progressiveness at very low speed, in particular for driving pleasure during manoeuvres.
  • the “crawl” function introduces a non-linearity in the response of the powertrain to an acceleration/braking command from the driving robot occurring in the take-off and stop life phases. This non-linearity generates significant deviations in the tracking of the speed setpoint during these life phases, which affect the high precision sought, in particular for regulatory approval tests.
  • Figs.1 and 2 were recorded in the context of tests carried out with a driving robot such as that mentioned above by the applicant described in the unpublished French patent application FR2102391 filed on March 11, 2021.
  • significant differences ED and EA appear between the measured taxiing speed VM and the speed setpoint CV in a zone ZD and a zone ZA corresponding to a take-off phase and a shutdown phase of the powertrain , respectively.
  • the changes over time (t), in seconds (s), of the measured speed VM and of the speed setpoint CV are represented in Figs. 1 and 2, according to an acceleration/braking command CAF of the robot of driving, more precisely, of a cruise control included in the driving robot.
  • the speeds VM and CV are in kilometer/hour (km/h) and the acceleration/braking command CAF is in % of a maximum acceleration (% positive) or a maximum braking (% negative) allowed by the vehicle. It is desirable to propose a method and a vehicle powertrain driving robot not having the aforementioned drawback of the prior art, which provides optimization of the following of the speed setpoint during the take-off and stopping phases of the powertrain.
  • the invention relates to a method of driving by robot a powertrain of a vehicle, the powertrain being mounted on a test bench, the robot having a control computer in data communication with a supervising computer of the powertrain and of the control means of the test bench, the method ensuring monitoring of a speed setpoint by means of an acceleration/braking command.
  • the method comprises steps of a) detection of a take-off phase or of a shutdown phase of the powertrain in the speed setpoint tracking, and b) correction of the acceleration command /braking by modifying the integral component thereof when the take-off phase or the stopping phase is detected.
  • the take-off phase and the stopping phase are detected by means of a state automaton.
  • a configurable initialization is applied to the integral component when the take-off phase is detected.
  • the configurable initialization is calculated according to a gradient of the speed setpoint.
  • the integral component is modified as a function of a loop deviation between the speed setpoint and a rolling speed measured when the stopping phase is detected.
  • the invention also relates to a robot for driving a vehicle powertrain comprising a control computer having a memory in which are stored program instructions for implementing the method as described briefly below. below.
  • the invention also relates to an assembly comprising a vehicle powertrain mounted on a test bench and the driving robot indicated above.
  • Fig.1 shows, by way of example, speed setpoint monitoring curves recorded during the take-off phase of a power unit in the context of a test carried out with a driving robot of the prior art
  • FIG.2 shows, by way of example, speed setpoint tracking curves recorded during the stopping phase of the same powertrain in the context of another test carried out with a driving robot. the prior art;
  • FIG.3 Fig.3 is a general block diagram schematically showing the functional architecture of a particular embodiment of the driving robot according to the invention;
  • Fig.4 is a sequential diagram of a state automaton implemented by a software module used for the implementation of a particular embodiment of the method according to the invention
  • Fig.5 is a flowchart of correction processing carried out in the method according to the invention according to the life phases of the powertrain detected by the state automaton of Fig.4;
  • Fig.6 shows, by way of example, speed setpoint monitoring curves recorded during the take-off phase of a powertrain as part of a test carried out with a driving robot according to the invention.
  • Fig.7 shows, by way of example, speed setpoint tracking curves recorded during the stopping phase of the same powertrain in the context of another test carried out with a driving robot according to the invention.
  • the general architecture and operation of a particular embodiment 1 of a driving robot according to the invention is described below, in the context of tests by a group vehicle powertrain mounted on a powertrain test bench, hereinafter simply referred to as "GMP test bench".
  • the powertrain of a vehicle 2 is considered in the form of a vehicle having a traction chain with the “crawling” function.
  • Driving robot 1 is connected to vehicle 2 for testing on a GMP 3 test bench.
  • the powertrain of vehicle 2 is mounted on the GMP 3 test bench typically for one or more test cycles.
  • the driving robot 1 controls the powertrain so as to cause it to follow a speed instruction which is specific to the test cycle.
  • the driving robot 1 essentially comprises a control computer 10 hosting a driving robot software system ROB.
  • the control computer 10 is here connected to a supervising computer 20 of the powertrain of the vehicle 2 by a data communication link LV established through the data communication network of the vehicle 2.
  • the control computer 10 is also connected to control means 30 of the GMP test bench 3 by another data communication link LB.
  • the supervising computer 20 manages the different traction chain control strategies.
  • the supervising computer 20 is a so-called “development” computer which equips the vehicle 2 for the needs of the test cycle.
  • the supervising computer 20 carries out identically all the functions fulfilled by the normal computer of the vehicle, but in addition hosts software interfaces (not represented) authorizing data processing and transfers to allow dialogue with the control computer 10 of the driving robot 1 .
  • the software system ROB is located in a memory MEM of the control computer 10 and essentially comprises a regulation software module REG and a correction software module COR.
  • An acceleration/braking control function FCAF is also realized by the ROB software system and is shown in Fig.3.
  • the regulation module REG is responsible for monitoring the speed setpoint CV of the test cycle. This CV speed setpoint typically comes from a speed template file which determines the speed profile to be followed during the test cycle.
  • the regulation module REG creates a speed regulation loop and calculates an acceleration/braking command CAFi.
  • the acceleration/braking command CAFi is calculated by the regulation module REG from an error between the speed setpoint CV of the test cycle and the measured driving speed VM of the vehicle 2.
  • the measured speed VM is supplied by the supervising computer 20 to the control computer 10 via the data communication link LV.
  • the acceleration/braking command CAFi is corrected in the regulation module REG by a correction function FCOR in association with the correction module COR.
  • a corrected acceleration/braking command CAFc is provided by the correction function FCOR.
  • the correction module COR is responsible for determining the correction to be applied to the acceleration/braking command CAFi to obtain the corrected acceleration/braking command CAFc, so as to mitigate the effects of the "ramping" function.
  • the corrected acceleration/braking command CAFc is processed by the acceleration/braking command function FCAF so as to calculate an acceleration command ACC and a braking command DEC which respectively command the increase and the reduction of the speed of vehicle 2.
  • the acceleration command ACC is transmitted to the supervising computer 20 via the data communication link LV and the braking command DEC is transmitted to the control means 30 of the GMP test bench 3 via the link of data communication LB.
  • the acceleration command ACC modifies the content of at least one calibration parameter of the vehicle 2 which represents the physical position of the accelerator pedal of the powertrain of the vehicle 2, or an engine torque setpoint for the powertrain of the vehicle 2.
  • the presence of the data communication link LV through which the dialogue between the computer 10 of the robot and the computer 20 of the vehicle 2 takes place, authorizes the control described above of the acceleration without the need for an actuator coupled to the vehicle's powertrain accelerator pedal 2.
  • the deceleration of the powertrain of the vehicle 2, controlled by the braking control DEC is obtained by application on the traction chain of a braking torque per slope to the road.
  • the road gradient braking torque is applied to the traction chain by an electric generator from the GMP 3 test bench which is coupled to the wheel.
  • the road slope function is a function used in GMP test benches and here makes it possible to apply a braking torque to the vehicle without actuating the brake pedal, and therefore, without the need for an actuator acting on this one.
  • the correction module COR notably comprises two functional software modules MOD1 and MOD2 which cooperate with each other and with other functions of the regulation module REG.
  • the method according to the invention is implemented essentially by the execution of program code instructions of the correction module COR by a processor (not shown) of the control computer 10.
  • the function of the MOD1 module is to follow the transitions between the different life phases of the powertrain, so as to detect the take-off and stop life phases for which corrections are necessary.
  • the MOD1 module is made using a sequential state automaton shown schematically in Fig.4.
  • This state automaton comprises six functional states designated E1 to E6.
  • the states E1 to E6 correspond respectively to a so-called plating state, a so-called exit state from the plating, a so-called take-off state, a so-called ramping state, a so-called off-crawling zone state and a so-called stop state. Transitions between states are detected using velocity conditions.
  • various configurable speed thresholds are defined to detect transitions T1 to T5.
  • the state of clamping E1 corresponds to the end of the regulation.
  • the transition T1 to the state E1 from the stop state E6 is detected when the speed setpoint CV becomes equal to or less than a first configurable threshold CP, called “plating setpoint”, equal for example to 0 km /h, and that the measured speed VM becomes less than a second parameterizable threshold VP, called “plating speed”, equal for example to 3 km/h.
  • the regulation module REG delivers a fixed command called “plating command” which corresponds to a fixed braking command DEC, for example equal to -30%, which "plates" at 0 km/h the speed VM of the vehicle.
  • the transition T2 from the state E1 to the state E2 is detected when the speed setpoint CV becomes greater than a third parameterizable threshold STP, known as the "plating top threshold", equal for example to 0.5 km/h.
  • STP third parameterizable threshold
  • An analysis of the speed setpoint CV with an anticipation time, for example of the order of 100 ms, can also be carried out to detect the state of the clamping output E2.
  • the plating output state E2 is followed automatically by the take-off state E3 and then the ramping state E4, the successive switchings from E2 to E3 and from E3 to E4 occurring on successive steps of the automaton. state.
  • the speed of approximately 0.5 km/h assigned to the STP top plating threshold is the speed at which it is generally considered that the power unit has taken off and entered the crawling phase.
  • the transition T3 from the crawling state E4 to the off-crawling zone state E5 is detected when the measured speed VM becomes greater than a fourth configurable threshold VR, called “crawling speed", generally equal to approximately 7 km/h .
  • the transition T4 from the off-crawling zone state E5 to the stop state E6 is detected when the speed setpoint CV becomes lower than the creeping speed, in other words the above-mentioned fourth configurable threshold VR of approximately 7 km/h .
  • the speed setpoint CV can increase and return above the fourth configurable threshold VR. This case corresponds to the transition T5 from the stop state E6 to the non-ramping zone state E5 which is detected when the speed reference CV becomes greater than the fourth configurable threshold VR.
  • the module MOD2 is responsible, depending on the state determined by the module MOD1, for controlling a modification of the behavior of the regulation module REG, via the correction function FCOR (cf. Fig3) of the latter, to counter the non -linearity of the powertrain induced by the rampage function.
  • the flowchart of Fig.5 schematically shows the correction processing according to the invention carried out on the initial acceleration/braking command CAFi to obtain the corrected acceleration/braking command CAFc delivered as output by the regulation module REG and that depending on the functional state (E1 to E6) detected by module MOD1.
  • an OK output delivered by one of the conditional blocks B1 to B6, corresponding respectively to the functional states E1 to E6, indicates detection of the corresponding functional state by the module MOD1.
  • a NOK output delivered by one of the conditional blocks B1 to B6 indicates the absence of detection of the corresponding functional state by the module MOD1 and a loop on the block awaiting detection.
  • effective correction processing is applied to the acceleration/braking control when the states E3 and E6 are detected, corresponding respectively to the take-off phase and to the shutdown phase of the powertrain.
  • the corrected acceleration/braking command CAFc is obtained by correcting the integral component CI_CAFi of the initial acceleration/braking command CAFi.
  • a configurable initialization OFS(GD_CV n+i ) is applied to the integral component CI_CAFi of the command CAFi to obtain the integral component CI_CAFc of the corrected command CAFc.
  • the correction made in this state E3, corresponding to the take-off phase introduces an offset Z_OFS into the corrected command CAFc which delays stopping braking to counter the effect of the ramp and limit function thus an overshoot of the speed setpoint CV by the measured speed VM.
  • the corrected acceleration/braking command CAFc is obtained by correcting the integral component CI_CAFi of the initial acceleration/braking command CAFi.
  • the corrected CAFc command differs of the initial command CAFi by an integral component CI_CAFc which is obtained by modifying the integral component CI_CAFi of the initial command CAFi as a function of the loop deviation EV between the speed setpoint CV and the measured speed VM.
  • the increase in the integral component due to an increase in loop deviation introduces an accelerated decrease Z_E V in the corrected command CAFc which increases the braking to counter the acceleration induced by the ramping function.
  • the corrected acceleration/braking command CAFc therefore remains substantially identical to the initial acceleration/braking command CAFi, as indicated respectively in blocks B10, B20, B40 and B50 of Fig.5.
  • the present invention it is possible to obtain optimal monitoring of the speed setpoint template regardless of the disturbances undergone by the powertrain during the take-off and stop phases.
  • the automatic detection of the life phases ensured by the state automaton makes it possible to apply the necessary compensations and thus to eliminate the effect of non-linearities.
  • the speed obtained is closer to the speed setpoint during the ramping phase, which also makes it possible to limit speed oscillations during the acceleration following the ramping phase.
  • the invention is advantageous from an economic point of view, since it allows substantial time savings. It does not require any management of the diversity of settings depending on the powertrain under test. The absence of the need for parameterization favors a rapid implementation time of the driving robot.

Landscapes

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Abstract

Le robot de conduite assure un suivi d'une consigne de vitesse (CV) par un groupe motopropulseur monté sur banc d'essai par l'intermédiaire d'une commande d'accélération/freinage. Conformément à l'invention, le procédé comprend des étapes a) détection d'une phase de décollage ou d'une phase d'arrêt du groupe motopropulseur dans le suivi de consigne de vitesse, et b) correction de la commande d'accélération/freinage par modification de la composante intégrale de celle-ci lorsqu'est détectée la phase de décollage ou la phase d'arrêt.

Description

DESCRIPTION
TITRE DE L'INVENTION : PROCÉDÉ DE CONDUITE PAR ROBOT D’UN GROUPE MOTOPROPULSEUR DE VÉHICULE AVEC OPTIMISATION DES FONCTIONS DE DÉCOLLAGE ET D’ARRÊT |
La présente invention revendique la priorité de la demande française N°2107135 déposée le 01.07.2021 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
L’invention concerne de manière générale la conduite par robot d’un groupe motopropulseur monté sur un banc d’essai. Plus particulièrement, l’invention se rapporte à un procédé de conduite par robot d’un groupe motopropulseur de véhicule, avec optimisation des fonctions de décollage et d’arrêt. L’invention se rapporte aussi à un robot de conduite mettant en œuvre le procédé susmentionné.
Les constructeurs automobiles se doivent de répondre aux défis écologiques notamment en réduisant la consommation énergétique des véhicules et les émissions polluantes des motorisations thermiques. De manière générale, les méthodologies et les moyens d’essai doivent être adaptés pour des développements et des mises au point optimisés des véhicules et pour répondre aux obligations réglementaires telles que celles imposées par la procédure d'essais d'homologation WLTP (pour « Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedures » en anglais). Ainsi, la procédure d'essais d'homologation WLTP prévoit notamment la mesure de la consommation de carburant, de l'autonomie électrique et des rejets de C02 et de polluants.
De nombreux cycles d’essais sont réalisés en laboratoire, sur banc d’essai de groupe motopropulseur, dit « banc d’essai GMP », et sur banc d’essai à rouleaux, et des robots de conduite sont utilisés pour cela. Les robots de conduite doivent être autonomes et non intrusifs pour maintenir le véhicule ou le groupe motopropulseur dans des conditions de fonctionnement proches des conditions réelles. Il est demandé à ces robots de conduite, notamment, d’assurer une précision élevée de suivi de consigne de vitesse, une bonne répétabilité pour la corrélation des essais et une qualité de conduite dite « humaine ».
Dans l’état de la technique, il est connu des robots de conduite comprenant des actionneurs capables de piloter mécaniquement des organes de pilotage d’un véhicule, comme la pédale de frein, la pédale d’accélération et le levier de changement de vitesse. De manière générale, ces robots de conduite à actionneurs de la technique antérieure présentent différents inconvénients qui sont, entre autres, un coût élevé, des durées conséquentes d’installation dans le véhicule et de mise en œuvre, ainsi que la nécessité d’un paramétrage spécifique pour les différents types de véhicules.
Dans sa demande de brevet français non publiée FR2102391 déposée le 11 mars 2021 , la demanderesse a proposé un robot de conduite d’un groupe motopropulseur de véhicule électrifié monté sur banc d’essai GMP, qui ne requiert pas d’actionneurs couplés mécaniquement aux organes de pilotage du véhicule. Dans ce robot de conduite, le calculateur de commande du robot communique avec un calculateur de contrôle moteur de développement implanté dans le véhicule et avec des moyens de commande du banc d’essai GMP, à travers des liaisons de communication de données. Pour le suivi d’une consigne de vitesse, le calculateur du robot est informé en permanence de la vitesse de roulage du véhicule par le calculateur du véhicule et commande l’accélération et le freinage du véhicule via des instructions transmises au calculateur du véhicule et aux moyens de commande du banc d’essai GMP. Les phases de freinage comportent une composante de freinage récupératif gérée par le robot de conduite de façon à avoir une bonne représentativité de la contribution au freinage de la stratégie de récupération énergétique embarquée dans le véhicule.
Dans les véhicules ayant une chaîne de traction munie de la fonction dite « rampage », ou « ramping » en anglais, l’entité inventive a constaté un défaut de précision dans le suivi de consigne de vitesse réalisé par robot de conduite lors des phases de décollage et des phases d’arrêt du groupe motopropulseur.
La fonction « rampage » est présente dans les véhicules équipés d’une boîte de vitesse automatique, dite « BVA », ou d’une boîte de vitesse pilotée ou robotisée, dite « BVMP » ou « BVP », ainsi que dans les véhicules électriques. La fonction « rampage » produit un roulage à très basse vitesse du véhicule sans action sur la pédale d’accélérateur, en marche avant lorsque le levier de vitesse est en position « D » ou marche arrière lorsque le levier de vitesse est en position « R », à partir du moment où le conducteur relâche la pédale de frein. Ainsi, la fonction « rampage » génère une accélération du véhicule et fait converger la vitesse de roulage de celui-ci à une vitesse stabilisée de l’ordre de 7 km/h alors que la consigne de vitesse est nulle ou inférieure à 7 km/h. Cette fonction répond à un besoin de progressivité à très basse vitesse, notamment pour l'agrément de conduite lors des manœuvres.
La fonction « rampage » introduit une non-linéarité dans la réponse du groupe motopropulseur à une commande d’accélération/freinage du robot de conduite intervenant dans les phases de vie de décollage et d’arrêt. Cette non-linéarité génère des écarts significatifs dans le suivi de consigne de vitesse lors de ces phases de vie, qui nuisent à la précision élevée recherchée notamment pour les essais réglementaires d’homologation.
Les courbes illustratives des Figs.1 et 2 ont été relevées dans le cadre d’essais réalisés avec un robot de conduite tel que celui susmentionné de la demanderesse décrit dans la demande de brevet français non publiée FR2102391 déposée le 11 mars 2021. Comme visible aux Figs.1 et 2, des écarts significatifs ED et EA apparaissent entre la vitesse de roulage mesurée VM et la consigne de vitesse CV dans une zone ZD et une zone ZA correspondant à une phase de décollage et à une phase d’arrêt du groupe motopropulseur, respectivement. Les évolutions dans le temps (t), en seconde (s), de la vitesse mesurée VM et de la consigne de vitesse CV sont représentées aux Figs.1 et 2, en fonction d’une commande d’accélération/freinage CAF du robot de conduite, plus précisément, d’un régulateur de vitesse inclus dans le robot de conduite. Dans ces Figs.1 et 2, les vitesses VM et CV sont en kilomètre/heure (km/h) et la commande d’accélération/freinage CAF est en % d’une accélération maximum (% positif) ou d’un freinage maximum (% négatif) autorisés par le véhicule. Il est souhaitable de proposer un procédé et un robot de conduite de groupe motopropulseur de véhicule ne présentant pas l’inconvénient susmentionné de la technique antérieure, qui procure une optimisation du suivi de la consigne de vitesse lors des phases de décollage et d’arrêt du groupe motopropulseur.
Selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de conduite par robot d’un groupe motopropulseur d’un véhicule, le groupe motopropulseur étant monté sur un banc d’essai, le robot ayant un calculateur de commande en communication de données avec un calculateur superviseur du groupe motopropulseur et des moyens de commande du banc d’essai, le procédé assurant un suivi d’une consigne de vitesse par l’intermédiaire d’une commande d’accélération/freinage. Conformément à l’invention, le procédé comprend des étapes de a) détection d’une phase de décollage ou d’une phase d’arrêt du groupe motopropulseur dans le suivi de consigne de vitesse, et b) correction de la commande d’accélération/freinage par modification de la composante intégrale de celle-ci lorsqu’est détectée la phase de décollage ou la phase d’arrêt.
Selon une caractéristique particulière, dans l’étape de détection a), la phase de décollage et la phase d’arrêt sont détectées au moyen d’un automate d’état.
Selon une autre caractéristique particulière, dans l’étape de correction b), une initialisation paramétrable est appliquée à la composante intégrale lorsque la phase de décollage est détectée.
Selon encore une autre caractéristique particulière, l’initialisation paramétrable est calculée en fonction d’un gradient de la consigne de vitesse.
Selon encore une autre caractéristique particulière, dans l’étape de correction b), la composante intégrale est modifiée en fonction d’un écart de boucle entre la consigne de vitesse et une vitesse de roulage mesurée lorsque la phase de d’arrêt est détectée.
Selon un autre aspect, l’invention concerne aussi un robot de conduite d’un groupe motopropulseur de véhicule comprenant un calculateur de commande ayant une mémoire dans laquelle sont stockées des instructions de programme pour la mise en œuvre du procédé tel que décrit brièvement ci-dessous.
L’invention concerne aussi un ensemble comprenant un groupe motopropulseur de véhicule monté sur un banc d’essai et le robot de conduite indiqué ci-dessus.
D’autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-dessous de plusieurs formes de réalisation particulières de l’invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
[Fig .1 ] La Fig.1 montre, à titre d’exemple, des courbes de suivi de consigne de vitesse relevées en phase de décollage d’un groupe motopropulseur dans le cadre d’un essai réalisé avec un robot de conduite de la technique antérieure ;
[Fig.2] La Fig.2 montre, à titre d’exemple, des courbes de suivi de consigne de vitesse relevées en phase d’arrêt du même groupe motopropulseur dans le cadre d’un autre essai réalisé avec un robot de conduite de la technique antérieure ; [Fig.3] La Fig.3 est un bloc-diagramme général montrant de manière schématique l’architecture fonctionnelle d’une forme de réalisation particulière du robot de conduite selon l’invention ;
[Fig.4] La Fig.4 est un diagramme séquentiel d’un automate d’état implémenté par un module logiciel utilisé pour la mise en œuvre d’une forme de réalisation particulière du procédé selon l’invention ;
[Fig.5] La Fig.5 est un logigramme de traitements de correction effectués dans le procédé selon l’invention en fonction des phases de vie du groupe motopropulseur détectées par l’automate d’état de la Fig.4 ;
[Fig.6] La Fig.6 montre, à titre d’exemple, des courbes de suivi de consigne de vitesse relevées en phase de décollage d’un groupe motopropulseur dans le cadre d’un essai réalisé avec un robot de conduite selon l’invention ; et
[Fig.7] La Fig.7 montre, à titre d’exemple, des courbes de suivi de consigne de vitesse relevées en phase d’arrêt du même groupe motopropulseur dans le cadre d’un autre essai réalisé avec un robot de conduite selon l’invention.
En référence à la Fig.3, il est décrit ci-dessous l’architecture générale et le fonctionnement d’une forme de réalisation particulière 1 d’un robot de conduite selon l’invention, dans le cadre d’essais d’un groupe motopropulseur de véhicule monté sur un banc d’essai de groupe motopropulseur, dit simplement « banc d’essai GMP » par la suite. Dans cet exemple de réalisation, on considère le groupe motopropulseur d’un véhicule 2 sous la forme d’un véhicule ayant une chaîne de traction avec la fonction « rampage ».
Le robot de conduite 1 est relié au véhicule 2 pour des essais sur un banc d’essai GMP 3. Le groupe motopropulseur du véhicule 2 est monté sur le banc d’essai GMP 3 typiquement pour un ou plusieurs cycles d’essais. Le robot de conduite 1 commande le groupe motopropulseur de façon à faire suivre à celui-ci une consigne de vitesse qui est spécifique au cycle d’essais.
Comme visible à la Fig.1 , dans cette forme de réalisation, le robot de conduite 1 comprend essentiellement un calculateur de commande 10 hébergeant un système logiciel de robot de conduite ROB. Le calculateur de commande 10 est relié ici à un calculateur superviseur 20 du groupe motopropulseur du véhicule 2 par une liaison de communication de données LV établie à travers le réseau de communication de données du véhicule 2. Le calculateur de commande 10 est relié également à des moyens de commande 30 du banc d’essai GMP 3 par une autre liaison de communication de données LB.
Dans le véhicule 2, le calculateur superviseur 20 gère les différentes stratégies de commande de la chaîne de traction. Le calculateur superviseur 20 est un calculateur dit de « développement » qui équipe le véhicule 2 pour les besoins du cycle d’essais. Le calculateur superviseur 20 réalise à l’identique toutes les fonctions remplies par le calculateur normal du véhicule, mais héberge en plus des interfaces logicielles (non représentées) autorisant des traitements et transferts de données pour permettre un dialogue avec le calculateur de commande 10 du robot de conduite 1 .
Le système logiciel ROB est implanté dans une mémoire MEM du calculateur de commande 10 et comprend essentiellement un module logiciel de régulation REG et un module logiciel de correction COR. Une fonction de commande d’accélération/freinage FCAF est également réalisée par le système logiciel ROB et est montrée à la Fig.3.
Le module de régulation REG est chargé du suivi de la consigne de vitesse CV du cycle d’essais. Cette consigne de vitesse CV provient typiquement d’un fichier de gabarit de vitesse qui détermine le profil de vitesse à suivre pendant le cycle d’essais. Le module de régulation REG réalise une boucle de régulation de vitesse et calcule une commande d’accélération/freinage CAFi. La commande d’accélération/freinage CAFi est calculée par le module de régulation REG à partir d’une erreur entre la consigne de vitesse CV du cycle d’essais et la vitesse de roulage mesurée VM du véhicule 2. Dans cette forme de réalisation, la vitesse mesurée VM est fournie par le calculateur superviseur 20 au calculateur de commande 10 via la liaison de communication de données LV.
Conformément à l’invention, la commande d’accélération/freinage CAFi est corrigée dans le module de régulation REG par une fonction de correction FCOR en association avec le module de correction COR. Une commande d’accélération/freinage corrigée CAFc est fournie par la fonction de correction FCOR.
Le module de correction COR est chargé de déterminer la correction à appliquer à la commande d’accélération/freinage CAFi pour obtenir la commande d’accélération/freinage corrigée CAFc, de façon à pallier aux effets de la fonction « rampage ». La commande d’accélération/freinage corrigée CAFc est traitée par la fonction de commande d’accélération/freinage FCAF de façon à calculer une commande d’accélération ACC et une commande de freinage DEC qui commandent respectivement l’accroissement et la réduction de la vitesse du véhicule 2.
Dans cette forme de réalisation particulière, la commande d’accélération ACC est transmise au calculateur superviseur 20 via la liaison de communication de données LV et la commande de freinage DEC est transmise aux moyens de commande 30 du banc d’essai GMP 3 via la liaison de communication de données LB.
Dans le calculateur superviseur 20, la commande d’accélération ACC modifie le contenu d’au moins un paramètre de calibration du véhicule 2 qui représente la position physique de la pédale d’accélération du groupe motopropulseur du véhicule 2, ou une consigne de couple moteur pour le groupe motopropulseur du véhicule 2. La présence de la liaison de communication de données LV, à travers laquelle intervient le dialogue entre le calculateur 10 du robot et le calculateur 20 du véhicule 2, autorise la commande décrite ci-dessus de l’accélération sans avoir recours à un actionneur couplé à la pédale d’accélération du groupe motopropulseur du véhicule 2.
Dans cette forme de réalisation particulière, la décélération du groupe motopropulseur du véhicule 2, commandée par la commande de freinage DEC, est obtenue par application sur la chaîne de traction d’un couple de freinage par pente à la route. Le couple de freinage par pente à la route est appliqué à la chaîne de traction par une génératrice électrique du banc d’essai GMP 3 qui est couplée à la roue. La fonction de pente à la route est une fonction utilisée dans les bancs d’essai GMP et permet ici d’appliquer un couple de freinage au véhicule sans actionnement de la pédale de frein, et donc, sans la nécessité d’un actionneur agissant sur celle-ci.
Comme visible à la Fig.3, le module de correction COR comprend notamment deux modules logiciels fonctionnels MOD1 et MOD2 qui coopèrent entre eux et avec d’autres fonctions du module de régulation REG. Le procédé selon l’invention est mis en œuvre essentiellement par l’exécution d’instructions de code de programme du module de correction COR par un processeur (non représenté) du calculateur de commande 10.
Le module MOD1 a pour fonction de suivre les transitions entre les différentes phases de vie du groupe motopropulseur, de façon à détecter les phases de vie de décollage et d’arrêt pour lesquelles des corrections sont nécessaires.
Le module MOD1 est réalisé à l’aide d’un automate d’état séquentiel représenté schématiquement à la Fig.4. Cet automate d’état comprend six états fonctionnels désignés E1 à E6. Les états E1 à E6 correspondent respectivement à un état dit de placage, un état dit de sortie du placage, un état dit de décollage, un état dit de rampage, un état dit de zone hors rampage et un état dit d’arrêt. Les transitions entre les états sont détectées au moyen de conditions de vitesse. Ainsi, différents seuils de vitesse paramétrables, explicités plus bas, sont définis pour détecter des transitions T1 à T5.
L’état de placage E1 correspond à la fin de la régulation. La transition T1 vers l’état E1 à partir de l’état d’arrêt E6 est détectée lorsque la consigne de vitesse CV devient égale ou inférieure à un premier seuil paramétrable CP, dit « consigne de placage », égal par exemple à 0 km/h, et que la vitesse mesurée VM devient inférieure à un deuxième seuil paramétrable VP, dit « vitesse de placage », égal par exemple à 3 km/h. Dans cet état E1 , le module de régulation REG délivre une commande fixe dite « commande de placage » qui correspond à une commande de freinage fixe DEC, par exemple égale à - 30%, qui « plaque » à 0 km/h la vitesse VM du véhicule.
La transition T2 de l’état E1 vers l’état E2 est détectée lorsque la consigne de vitesse CV devient supérieure à un troisième seuil paramétrable STP, dit « seuil top placage », égal par exemple à 0,5 km/h. Une analyse de la consigne de vitesse CV avec un temps d’anticipation, par exemple de l’ordre de 100 ms, peut également être effectuée pour détecter l’état de sortie de placage E2. L’état de sortie de placage E2 est suivi automatiquement par l’état de décollage E3 et ensuite l’état de rampage E4, les commutations successives de E2 à E3 et de E3 à E4 intervenant sur des pas successifs de l’automate d’état. La vitesse de 0,5 km/h environ affectée au seuil top placage STP est la vitesse à laquelle on considère généralement que le groupe motopropulseur a décollé et est entré en phase de rampage.
La transition T3 de l’état de rampage E4 à l’état de zone hors rampage E5 est détectée lorsque la vitesse mesurée VM devient supérieure à un quatrième seuil paramétrable VR, dit « vitesse de rampage », égal généralement à 7 km/h environ. La transition T4 de l’état de zone hors rampage E5 à l’état d’arrêt E6 est détectée lorsque la consigne de vitesse CV devient inférieure à la vitesse de rampage, autrement dit au quatrième seuil paramétrable VR susmentionné de 7 km/h environ.
A l’état d’arrêt E6, après être passée en dessous du quatrième seuil paramétrable VR, la consigne de vitesse CV peut croître et revenir au-dessus du quatrième seuil paramétrable VR. Ce cas correspond à la transition T5 de l’état d’arrêt E6 à l’état de zone hors rampage E5 qui est détectée lorsque la consigne de vitesse CV devient supérieure au quatrième seuil paramétrable VR.
Le module MOD2 est chargé, en fonction de l’état déterminé par le module MOD1 , de commander une modification du comportement du module de régulation REG, via la fonction de correction FCOR (cf. Fig3) de celui-ci, pour contrer la non-linéarité du groupe motopropulseur induit par la fonction rampage.
Le logigramme de la Fig.5 montre schématiquement le traitement de correction selon l’invention réalisé sur la commande d’accélération/freinage initiale CAFi pour obtenir la commande d’accélération/freinage corrigée CAFc délivrée en sortie par le module de régulation REG et cela en fonction de l’état fonctionnel (E1 à E6) détecté par le module MOD1. Dans le logigramme de la Fig.5, une sortie OK délivrée par un des blocs conditionnels B1 à B6, correspondant respectivement aux états fonctionnels E1 à E6, indique une détection de l’état fonctionnel correspondant par le module MOD1 . Une sortie NOK délivrée par un des blocs conditionnels B1 à B6 indique l’absence de détection de l’état fonctionnel correspondant par le module MOD1 et un bouclage sur le bloc en attente de détection.
Conformément au procédé de l’invention, des traitements de correction effectifs sont apportés à la commande d’accélération/freinage lorsque sont détectés les états E3 et E6, correspondant respectivement à la phase de décollage et à la phase d’arrêt du groupe motopropulseur.
Lorsque l’état de décollage E3 est détecté, la commande d’accélération/freinage corrigée CAFc est obtenue par correction de la composante intégrale CI_CAFi de la commande d’accélération/freinage initiale CAFi. Ainsi, une initialisation paramétrable OFS(GD_CVn+i) est appliquée à la composante intégrale CI_CAFi de la commande CAFi pour obtenir la composante intégrale CI_CAFc de la commande corrigée CAFc. L’initialisation OFS(GD_CVn+i) est calculée en fonction du gradient GD_CVn+i de la consigne de vitesse CV au temps à venir suivant le temps considéré. Cette correction est représentée au bloc B30 de la Fig.5 par l’égalité CI_CAFc=CI_CAFi+OFS(GD_CVn+i). En référence à la Fig.6, la correction apportée dans cet état E3, correspondant à la phase de décollage, introduit un décalage Z_OFS dans la commande corrigée CAFc qui retarde l’arrêt du freinage pour contrer l’effet de la fonction rampage et limite ainsi un dépassement par le haut de la consigne de vitesse CV par la vitesse mesurée VM. Plus ce décalage Z_OFS est élevé (en valeur absolue) et plus le module de régulation REG sera en mesure de contrer l’accélération induite par la fonction rampage.
Lorsque l’état d’arrêt E6 est détecté, la commande d’accélération/freinage corrigée CAFc est obtenue par correction de la composante intégrale CI_CAFi de la commande d’accélération/freinage initiale CAFi. Ainsi, la commande corrigée CAFc se différencie de la commande initiale CAFi par une composante intégrale CI_CAFc qui est obtenue en modifiant la composante intégrale CI_CAFi de la commande initiale CAFi en fonction de l’écart de boucle EV entre la consigne de vitesse CV et la vitesse mesurée VM. Cette correction est représentée au bloc B60 de la Fig.5 par l’égalité CI_CAFc=CI_CAFi(EV). En référence à la Fig.7, l’augmentation de la composante intégrale dû à une augmentation d’écart de boucle introduit une décroissance accélérée Z_E V dans la commande corrigée CAFc qui augmente le freinage pour contrer l’accélération induite par la fonction rampage.
Pour les états E1 , E2, E4 et E5, aucune correction n’est nécessaire. La commande d’accélération/freinage corrigée CAFc reste donc sensiblement identique à la commande d’accélération/freinage initiale CAFi, comme indiqué respectivement dans les blocs B10, B20, B40 et B50 de la Fig.5.
Grâce à la présente invention, il est possible d’obtenir un suivi optimal du gabarit de consigne de vitesse quelles que soient les perturbations subies par le groupe motopropulseur lors des phases de décollage et d’arrêt. Dans la présente invention, la détection automatique des phases de vie assurée par l’automate d’état permet d’appliquer les compensations nécessaires et d’éliminer ainsi l’effet des non linéarités. La vitesse obtenue est plus proche de la consigne de vitesse pendant la phase de rampage, ce qui permet de surcroît de limiter des oscillations de vitesse lors de l’accélération qui suit la phase de rampage.
Par ailleurs, l’invention est avantageuse sur le plan économique, car elle autorise des gains de temps substantiels. Elle ne requiert aucune gestion de la diversité des réglages en fonction du groupe motopropulseur sous test. L’absence de la nécessité de paramétrage favorise un délai de mise en œuvre rapide du robot de conduite.
Les essais réalisés par l’entité inventive ont permis de vérifier la robustesse du procédé de l’invention, vis-à-vis notamment de son application pour les groupes motopropulseurs de type hybride, électrique ou conventionnel.
L’invention ne se limite pas aux formes de réalisation particulières qui ont été décrites ici à titre d’exemple. L’homme du métier, selon les applications de l’invention, pourra apporter différentes modifications et variantes entrant dans le champ de protection de l’invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. procédé de conduite par robot (1) d’un groupe motopropulseur d’un véhicule (2), ledit groupe motopropulseur étant monté sur un banc d’essai (3), ledit robot (1) ayant un calculateur de commande (10) en communication de données avec un calculateur superviseur (20) dudit groupe motopropulseur et des moyens de commande (30) dudit banc d’essai, ledit procédé assurant un suivi d’une consigne de vitesse (CV) par l’intermédiaire d’une commande d’accélération/freinage (CAFi, CFAc), caractérisé en ce qu’il comprend des étapes de a) détection d’une phase de décollage (E3) ou d’une phase d’arrêt (E6) dudit groupe motopropulseur dans ledit suivi de consigne de vitesse (CV), et b) correction (B30, B60) de ladite commande d’accélération/freinage (CAFi, CFAc) par modification de la composante intégrale (CI_CAFi, CI_CAFc) de celle-ci lorsqu’est détectée ladite phase de décollage (E3) ou ladite phase d’arrêt (E6).
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que, dans ladite étape de détection a), ladite phase de décollage (E3) et ladite phase d’arrêt (E6) sont détectées au moyen d’un automate d’état (MOD1).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, dans ladite étape de correction b), une initialisation paramétrable (OFS(GD_CVn+i)) est appliquée à ladite composante intégrale (CI_CAFi, CI_CAFc) lorsque ladite phase de décollage (E3) est détectée.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite initialisation paramétrable (OFS(GD_CVn+i)) est calculée en fonction d’un gradient (GD_CVn+i) de ladite consigne de vitesse (CV).
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, dans ladite étape de correction b), ladite composante intégrale (CI_CAFi, CI_CAFc) est modifiée en fonction d’un écart de boucle (EV) entre ladite consigne de vitesse (CV) et une vitesse de roulage mesurée (VM) lorsque ladite phase d’arrêt (E6) est détectée.
6. Robot de conduite (1 ) d’un groupe motopropulseur de véhicule, caractérisé en ce que ledit robot (1) comprend un calculateur de commande (10) comportant une mémoire (MEM) stockant des instructions de programme pour la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.
7. Ensemble comprenant un groupe motopropulseur de véhicule monté sur un banc d’essai (3) et un robot de conduite (1) selon la revendication 6.
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