Brevet FR2695881A1 — publié le 19940325

i "Procédé d'installation de commande d'une installation de réglage d'un véhicule". L'invention concerne un procédé et une in- stallation de commande d'une installation de réglage d'un véhicule avec une installation de réglage comman- dée par au moins un signal impulsionnel électrique qui présente au moins un paramètre variable de signal, des moyens de commande fixant au moins un paramètre de si- gnal variable pour régler l'installation de réglage.10 On connaît déjà un procédé de commande ou une installation de commande pour une installation de réglage selon le document DE 27 49 369 Selon ce docu- ment, on règle une installation de réglage à des fins de régulation pour que la grandeur de fonctionnement à15 réguler (dans le cas présent, il s'agit du ralenti) correspond à une valeur de consigne prédéterminée La commande de l'installation de réglage se fait par un signal de commande cadencé de fréquence fixe à largeur d'impulsion variable ou à rapport de travail variable.20 De telles installations de réglage ont en général une hystérésis à cause de leur comportement vis-à-vis de la commande, hystérésis qui peut provenir de caractéristiques de glissement ou de frottement ou qui peut résulter de la rémanance magnétique du rotor.25 En outre, pour de telles commandes, on peut rencontrer des plages s'étendant sur toute la plage de réglage de l'installation qui sont caractérisées par un comporte- ment chaotique de la position de l'organe de réglage vis-à-vis des grandeurs du signal de commande ou enco- re des zones à l'intérieur desquelles, il n'y a pas de relation déterminée entre la grandeur du signal de commande et la position de l'organe de réglage Il faut, pour cette raison, prendre en compte des limita- tions relatives à la précision de la commande d'une telle installation de réglage. La présente invention a ainsi pour but de remédier à ces inconvénients et de perfectionner la commande de telles installations de réglage. A cet effet, l'invention concerne un procédé correspondant au type défini ci-dessus, caractérisée en ce qu'en alternance, on prédétermine au moins deux grandeurs d'au moins un paramètre de signal de façon à régler en moyenne une position souhaitée pour l'in- stallation de réglage. Il est connu selon le document US-A- 4 452 200, en relation avec des installations de ré- glage de véhicule, d'améliorer la précision de la com- mande par réaction et régulation de la position de l'organe de réglage (dans ce cas le volet d'étrangle- ment d'admission). Le procédé selon l'invention améliore la commande de l'installation de réglage. Il est particulièrement avantageux que la commande selon l'invention permet de réaliser une re- lation bi-univoque entre la commande et le réglage de l'organe de réglage. Il est en outre avantageux que le procédé de commande selon l'invention permet une plus grande pré- cision de la commande. Cela réduit avantageusement la fréquence de détection de cette position dans des systèmes à réac- tion de l'organe de réglage et de réduire la précision nécessaire pour la détection de la position. Un autre avantage est que le régulateur de position, nécessaire peut être réalisé par une struc- ture plus simple. Il est particulièrement avantageux de pou- voir renoncer à la réaction par signal de position de l'organe de réglage lorsque l'installation de réglage est utilisée avec le procédé de commande selon l'in- vention dans le cadre d'une autre régulation, par exemple d'une régulation de vitesse de rotation de ra- lenti ou d'une régulation de remplissage de ralenti. Le procédé selon l'invention est particuliè- rement important du fait que pour des installations de réglage à caractéristiques non définies, la commande selon l'invention permet d'indiquer une caractéristi- que définie de la position moyenne de l'organe de ré- glage. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de ré- alisation représentés aux dessins dans lesquels: La figure 1 est un schéma bloc d'ensemble d'une installation de commande pour une installation de réglage d'un véhicule. La figure 2 donne schématiquement la courbe caractéristique d'une telle installation de réglage. Les figures 3 et 4 représentent des schémas bloc d'ensemble de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La figure 5 montre un exemple de réalisation sous forme d'un ordinogramme d'un programme de calcul pour la mise en oeuvre du procédé d'invention. La figure 6 montre la relation entre le si- gnal de commande et la position de l'organe de réglage en fonction du temps. La figure 1, montre une installation de com- mande 10 qui reçoit par les lignes d'entrée 12 14, les grandeurs de fonctionnement de l'unité d'entraîne- ment d'un véhicule et/ou du véhicule lui-même en pro- venance des installations de mesure 16 18 La ligne de sortie 20 de l'installation de commande 10 conduit à un étage de sortie 22 dont la ligne de sortie 24 établit la liaison avec l'installation de réglage 26. L'installation de réglage 26 se compose comme cela est indiqué schématiquement à la figure 1, d'au moins un enroulement de commande 30 et d'un rotor 32 Le rotor est relié par une liaison mécanique 34 à un organe de réglage 36 qui, dans l'exemple de réalisation préfé- rentiel, est relié pour influencer la puissance de l'unité motrice du véhicule Dans le cas présent, l'organe de réglage 36 correspondant à l'exemple de réalisation préférentiel et le volet d'étranglement (papillon) d'un moteur thermique; dans d'autres exem- ples de réalisation avantageux, il peut s'agir d'une soupape dans la dérivation en parallèle sur le papil- lon d'étranglement ou encore de la tringlerie de ré- glage d'un moteur diesel D'autres applications au vé- hicule sont envisageables en liaison avec un système anti-blocage. Dans des exemples de réalisation avantageux, on a prévu un capteur de position 38 en liaison avec l'installation de réglage 26; la ligne de transmis- sion de signaux 40 du capteur 38, ligne représentée en traits interrompus à la figure 1, relie l'installation de réglage 26 à l'installation de commande 10. L'exemple de réalisation préférentiel de l'organe de réglage est un organe de réglage de rota- tion dit à enroulement, d'un organe de réglage en ro- tation avec un enroulement d'excitation, d'un organe de réglage en rotation à deux bobines, d'une organe de réglage à deux bobines de commande, d'un moteur à cou- rant continu ou d'un moteur pas à pas. Suivant l'application, l'unité de commande 10 forme à partir des paramètres de fonctionnement qu'elle reçoit d'installations de mesure appropriées 16 18 par des lignes d'entrée 12 14, une grandeur de réglage destinée à l'installation de réglage 26. Pour une régulation de la vitesse de rotation de ra- lenti (régulation de ralenti), on prédétermine cette valeur de réglage en fonction de la température du mo- teur, le rapport de transmission, la tension de la batterie, l'état d'utilisateurs accessoires, comme par exemple une installation de climatisation, ou autres et/ou de la vitesse de rotation réelle Dans d'autres exemples d'application, on peut avoir d'autres paramè- tres de fonctionnement jouant un rôle important En particulier, dans le cas d'un signal de réaction de position de l'installation de réglage 26 on forme une valeur de consigne à partir des paramètres et cette valeur est mise en relation avec la position de l'installation de réglage 26 et on forme une valeur de réglage dépendant de la différence entre la valeur de consigne et la valeur réelle Dans le cas de systèmes d'accélérateurs dits électroniques, à commande élec- trique du volet d'étranglement (papillon), le réglage de l'installation de réglage dépend de la position d'un élément de manoeuvre actionné par le conducteur. Cette valeur de réglage est transformée dans l'installation de commande 10 en au moins un signal de commande qui est fourni à l'étage de sortie 22 par la ligne 20 Cet étage alimente en courant électrique l'enroulement de commande 30 de l'organe de réglage 28 suivant l'amplitude d'au moins l'un des signaux de commande Le signal de commande possède alors au moins un paramètre variable choisi suivant la valeur de ré- glage Dans l'exemple de réalisation préférentiel, le signal de commande est un signal impulsionnel à lar- geur d'impulsion variable, c'est-à-dire à rapports de travail variables. La figure 2 montre la courbe caractéristique d'une telle installation de réglage (courbe en traits pleins) En abscisse, on a représenté le rapport de travail du signal de commande et en ordonnées, on a représenté l'angle de rotation de l'installation de réglage 26 Sur la base des effets évoqués ci-dessus, la courbe caractéristique de l'organe de réglage pos- sède une hystérésis: cela signifie que pour un rap- port de travail déterminé, on obtient des réglages d'angles différents suivant le sens de déplacement. Dans la zone à hystérésis, c'est-à-dire à l'intérieur de la surface délimitée par les courbes caractéristi- ques, le comportement de l'organe de réglage n'est pas défini. Il serait souhaitable d'avoir une courbe ca- ractéristique pour l'organe de réglage qui corresponde de façon bi-univoque à la courbe caractéristique tra- cée en traits interrompus à la figure 2 Une telle courbe caractéristique ainsi définie pour un angle de rotation moyen de l'organe de réglage s'obtient selon l'invention en ce que l'on commande le signal de com- mande suivant des segments de temps avec deux rapports de travail différents correspondants selon la courbe caractéristique à hystérésis à deux positions d'angles de rotation différents Il est alors nécessaires que la différence entre les deux rapports de travail soit supérieure à l'hystérésis Ce moyen entraîne un angle de rotation moyen permettant de réaliser la courbe ca- ractéristique représentée en traits interrompus comme celle tracée. Selon un exemple de réalisation préféren- tiel, la commutation des rapports de travail se fait suivant un rapport de commutation de 50 %, avec une fréquence fixe A la fois, le rapport de commutation et la différence entre les deux rapports de travail sont constants dans l'exemple de réalisation préféren- tiel, pour toute la plage de l'angle de rotation com- prise entre 3 et 870 Selon la figure 2, pour régler l'organe de réglage sur 35 , on forme un signal de commande présentant en alternance un rapport de tra- vail de 32,5 % et 62,5 % correspondant aux positions à 250 et à 450 La différence se règle ainsi sur 30 %. Les plages de temps du signal de commande à 32,5 % sont aussi longues que celles à 62,5 % (rapport de commuta- tion 50 %). L'association des rapports de travail à l'angle de rotation selon la courbe caractéristique en traits interrompus ou les grandeurs du signal de com- mande à choisir pour régler un angle de rotation sou- haité, s'obtiennent de manière expérimentale et sont inscrites en mémoire. Ces grandeurs peuvent également dépendre d'autres paramètres externes comme par exemple la tem- pérature de l'air, la tension d'alimentation, ou au- tres et doivent être inscrites en mémoire dans les champs caractéristiques. La figure 3 montre un schéma bloc d'ensemble du procédé selon l'invention L'unité de commande 10 comprend ainsi un élément de calcul 100 recevant les lignes d'entrée 12 14 des installations de mesure 16 18 Il est en outre prévu un élément 102 relié par la ligne 104 à l'élément de calcul 100 L'élément de calcul 100, dispose en outre de la ligne de sortie 106 conduisant à un oscillateur 108 Cet oscillateur 108 commande par la ligne 110, un élément de commutation 112 qui relie à intervalle, les lignes de sortie 114, 116 de l'élément 102 à la ligne de sortie 20 de l'in- stallation de commande 10. En fonction des paramètres de fonctionnement fournis par les lignes d'entrée 12 et 14, l'élément de calcul 100 détermine en utilisant un tableau ou en procédant par calcul, une valeur de réglage, c'est-à- dire une position souhaitée pour l'installation de ré- glage 26 Cette grandeur de réglage est fournie sous la forme d'un signal de tension ou sous la forme de données numériques, par la ligne 104 à l'élément 102. L'élément 102 se compose dans l'exemple de réalisation préférentiel, de générateurs de fonction qui génèrent selon le signal de réglage, deux signaux rectangulai- res à rapports de travail variables Selon la valeur de réglage, on détermine dans l'élément 102, deux rap- ports de travail pour le signal de commande et on les transmet par les lignes 114, 116 Le signal de comman- de disponible sur la ligne 20 pour l'installation de réglage 26 est formé en ce qu'à l'aide de l'oscilla- teur 108, on relie un élément de commutation 102, se- lon les périodes par la ligne 114 et la ligne 116 à la ligne de sortie 20. Selon un autre exemple de réalisation repré- senté à la figure 4, l'élément 102 est un élément de mémoire dans lequel la valeur de réglage est associée à deux rapports de travail Ces rapports de travail sont transmis par les lignes 114, 116 à l'élément de commutation 112 actionné comme ci-dessus par l'oscil- lateur 108 La ligne de sortie 118 de l'élément de commutation conduit à un générateur de fonction (hor- loge) qui forme des signaux de commande de préférence des signaux rectangulaires selon les valeurs des rap- ports de travail appliquées, et transmet ces signaux par la ligne de sortie 20. Dans les deux exemples de réalisation, la ligne de sortie 20 fournit un signal de commande qui représente pendant un premier temps prédéterminé, un signal impulsionnel dont le rapport de travail est ce- lui de la ligne 114 et pour un second temps, un signal impulsionnel dont le rapport de travail est celui de la ligne 116 Dans un exemple de réalisation préféren- tiel, les périodes se règlent par la ligne 106 à l'é- lément de calcul 100, par exemple suivant la plage an- gulaire de l'installation de réglage, suivant la tem- pérature du moteur, la tension d'alimentation, les heures de fonctionnement Dans un exemple de réalisa- tion préférentiel, ces plages sont égales, c'est-à- dire que le rapport de travail est égal à 50 %. La figure 5 montre un ordinogramme pour le second exemple de réalisation mettant en oeuvre le procédé selon l'invention sous la forme d'un programme de calcul dans l'élément de calcul 100 Après le dé- marrage de la partie de programme et de la partie d'i- nitialisation des paramètres, au cours d'une première étape 200, on introduit des grandeurs de fonctionne- ment; dans l'étape suivante 202, on définit la valeur de réglage en utilisant des tableaux et/ou en faisant des calculs Puis, dans l'étape 204, en fonction de la valeur de réglage obtenue, on détermine deux rapports de travail Tvi et Tv 2 qui correspondent à la position de l'organe de réglage selon la valeur de réglage en fonction de courbes caractéristiques prédéterminées. Dans l'étape 206, on contrôle qu'un compteur T qui tourne, a atteint l'état A, Si cela n'est pas le cas, dans l'étape 208, on transmet le rapport de travail Tv 1 à la ligne 20 et dans l'étape 210 suivante, on augmente le compteur d'une unité A un instant déter- miné, la partie de programme est répétée avec le pas 200 Si pendant le pas 206, on a constaté que le comp- teur T a atteint la valeur A,, on vérifie dans l'étape 212 que le compteur a atteint l'état A 2 Cette valeur est supérieure à la valeur A 1, selon un exemple de réalisation préférentiel, cette valeur est double. Lorsque le compteur n'atteint pas la valeur, au cours de l'étape 214, on émet le rapport de travail Tv 2 et dans l'étape 210 suivant l'étape 214, on augmente le compteur d'une unité Si on a constaté que dans l'éta- pe 212, le compteur a atteint la valeur A 2, au cours de l'étape 216, on met le compteur à O et on répète la partie de programme pour que le signal de commande possède un rapport de travail Tv 1 pour la durée sui- vante Ai. La figure 6 montre le comportement chronolo- gique de la position de l'organe de réglage (figure 6 b) en mettant en oeuvre le procédé de commande selon l'invention (figure 6 a) La figure 6 a montre le signal de commande en fonction du temps et la figure 6 b la position a de l'organe de réglage en fonction du temps La figure 6 a montre un signal de commande de période constante et de largeur d'impulsion variable. Pour un premier temps Tl, on utilise un signal de com- mande de largeur d'impulsion Tl H et de pause impul- sionnelle Tl L, la somme de ces deux temps correspon- dant à la période fixe T Pour le temps T 2, on utilise un autre rapport de travail selon la figure 2 Le si- gnal de commande possède alors une largeur d'impulsion T 2 H et une pause entre les impulsions égale à T 2 L La somme de ces deux valeurs donne la période T. Selon un exemple de réalisation préféren- tiel, on choisit des temps Tl et T 2 de même longueur de sorte que 50 % de la commande se fait pendant le temps T 1 avec le rapport de travail correspondant à Tl et que l'autre moitié se fasse avec le rapport de tra- vail correspondant à T 2. il Comme indiqué ci-dessus, dans l'exemple de réalisation préférentiel, la différence des rapports de travail pour les temps Tl et T 2 est de l'ordre de %; cette différence reste constante pendant la pla- ge de l'angle de rotation de l'organe de réglage, au moins entre 3 et 870 dans la zone à hystérésis Le rapport de commutation dans l'exemple de réalisation préférentiel correspond à 50 %; cette commutation se fait à fréquence fixe Le rapport de travail est défi- ni comme correspondant au rapport du temps T 2 à la sommes des temps Tl et T 2. En particulier pour mettre en oeuvre le pro- cédé selon l'invention, il faut que le rapport des temps Tl et T 2 et de la période T du signal de comman- de correspondent à un nombre entier. Les répercutions de ce procédé de commande sur la position de l'organe de réglage apparaissent à la figure 6 b Au rapport de travail Tv 2 correspond l'angle a 2 et au rapport de travail Tvî correspond l'angle ai Pendant la période T 1, l'organe de réglage est commandé dans la plage de la position al En com- mutant le rapport de travail sur Tv 2 pendant le temps T 2, on déplace l'organe de réglage dans la position " 2 Suivant la moyenne dans le temps, on obtient selon le tracé représenté à la figure 6 b de la position d'organe de réglage, cc, un angle de réglage moyen a M correspondant à la valeur de réglage souhaitée La pé- riode du signal de commande en fonction de la somme des temps Tl et T 2 est choisie pour que la période soit d'une durée beaucoup plus petite que la somme de ces périodes Il en résulte des effets uniquement très réduits sur le confort et la tenue de route. L'exemple de réalisation ci-dessus est re- présenté pour un signal de commande impulsionnel de fréquence fixe et de largeur d'impulsion variable Se- lon d'autres exemples de réalisation avantageux, on peut, avoir un signal de commande de périodes varia- bles ou à intervalles variables entre les impulsions. De plus, le paramètre du signal de commande peut éga- lement être dérivé de la tension de commande et/ou du courant de commande de l'organe de réglage ou repré- senter ces grandeurs. En outre, on peut choisir une différence va- riable pour les rapports de travail Tv 2 et Tv, utili- sés pour les deux périodes Cette différence qui est de manière constante égale à 30 % dans l'exemple de ré- alisation préférentiel, peut être adaptée selon un au- tre exemple de réalisation, avantageusement à l'impor- tance de l'hystérésis ou à la variation de l'hystéré- sis, c'est-à-dire en fonction de la température, en fonction de la tension d'alimentation ou du temps de fonctionnement de l'installation ou de la position de l'organe de réglage. Selon un autre exemple de réalisation avan- tageux, on utilise non seulement deux grandeurs de pa- ramètres de signaux qui sont appliqués à des segments de temps, mais on en utilise plusieurs Par exemple, dans certaines applications, il peut être avantageux de former le signal de commande à partir de trois rap- ports de travail différents qui sont appliqués par segments de temps pour régler une position prédétermi- née On pourrait également envisager toute combinaison de deux, trois ou plusieurs grandeurs de paramètres de * signaux pour régler dans la position souhaitée. Les deux grandeurs des paramètres des si- gnaux ne sont pas nécessairement des rapport de tra- vail, mais il peut également s'agir de courant ou de tension alterné. R E V E N D I C A T I O N S 1) Procédé de commande d'une installation de réglage d'un véhicule avec une installation de réglage commandée par au moins un signal impulsionnel électri- que qui présente au moins un paramètre variable de si- gnal, des moyens de commande fixant au moins un para- mètre de signal variable pour régler l'installation de réglage, procédé de commande caractérisé en ce qu'en alternance, on prédétermine au moins deux grandeurs d'au moins un paramètre de signal de façon à régler en moyenne une position souhaitée pour l'installation de réglage. 2) Procédé selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le paramètre de signal représente un rapport de travail du signal impulsionnel. 3) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le signal de com- mande présente un premier rapport de travail pour une première durée et un second rapport de travail pour une seconde durée, la commutation entre les deux rap- ports de travail se faisant suivant un rapport de com- mutation prédéterminé. 4) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'installation de réglage possède une hystérésis pour sa position par rapport au signal de commande et au moins les deux grandeurs du paramètre du signal sont choisies en fonction de l'importance de l'hystérésis. ) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport de com- mutation est constant et correspond de préférence à % et possède une fréquence fixe. 6) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la différence entre le premier rapport de travail et le second rapport de travail est constant au moins pour la partie de la plage moyenne de l'hystérésis et correspond de préfé- rence à 30 %. 7) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la différence entre le premier rapport de travail et le second rapport de travail est supérieur à l'hystérésis. 8) Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la position souhai- tée est déterminée en fonction des paramètres de l'u- nité d'entraînement du véhicule ou du véhicule lui- même et l'installation de réglage est une installation d'étranglement pour l'alimentation en air ou en carbu- rant du moteur, de préférence un organe de réglage à un enroulement de rotation, un organe de réglage à deux enroulements de rotation, un moteur à courant continu ou un moteur pas à pas. 9) Installation de commande d'une installa- tion de réglage d'un véhicule pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 avec une installa- tion de réglage commandée par au moins un signal élec- trique impulsionnel ayant au moins un paramètre de si- gnal variable, avec des moyens de commande pour prédé- terminer au moins un signal impulsionnel et pour fixer au moins un paramètre variable du signal, installation caractérisée en ce que les moyens de commande prédé- terminent en alternance au moins deux grandeurs d'au moins un paramètre du signal et on règle en moyenne une position souhaitée pour l'installation de réglage. 10) Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'au moins deux grandeurs d'au moins un paramètre de signal sont prédéterminées pour chaque position souhaitée de façon à obtenir une cour- be caractéristique déterminée de l'angle de rotation de l'installation de commande pour le signal de com- mande.