Brevet FR2726515A1 — publié le 19960510

L'invention concerne un dispositif de régulation de la vitesse de déplacement sous la forme d'un dispositif connu sous l'appellation "Tempomat" pour un véhicule automobile comportant un moteur à combustion interne, le dispositif de régulation de vitesse Tempomat comprenant un régulateur de vitesse et un circuit, branché en aval, de réglage de la quantité d'injection de carburant. Un dispositif de régulation de la vitesse de déplacement de ce type pour un véhicule utilitaire est décrit par exemple dans l'article "Elektronisches Gaspedal fur Nutzfahrzeuge", de G. Gils et A. Vocan, paru dans la revue Automobiltechnische Zeitschrift 95 (1993) 2, page 80. Comme cela est connu, les dispositifs de régulation de vitesse Tempomat sont des dispositifs électriques servant à régler les vitesses de déplacement et qui sont activés, sur la demande du conducteur, la plupart du temps par l'intermédiaire d'un levier de commande prévu à cet effet. Après l'activation, la régulation par Tempomat commence respectivement à partir du point de charge prédéterminé par la pédale d'accélérateur, c'est-à-dire avec la quantité correspondante d'injection de carburant de manière que la régulation s'effectue sans à-coups et immédiatement. De façon typique, les types de fonctionnement de marche stable et accélération, marche stable et décélération ainsi que reprise sont réglables au moyen du levier de commande, et pendant l'actionnement du levier de commande, la vitesse du véhicule est modifiée de la manière désirée et, lors du relâchement de ce levier, la vitesse réelle alors présente est bloquée en tant que vitesse de consigne de la régulation par Tempomat. Le dispositif de régulation Tempomat contient de façon typique, en tant que régulateur, un régulateur PDT1, dont le signal de sortie sollicite l'entrée du circuit de réglage de la quantité d'injection de carburant. Dans le brevet US 4 374 422 on décrit un dispositif de régulation de la vitesse de déplacement pour véhicules utilitaires, dans lequel des signaux, qui s'établissent et diminuent respectivement de façon exponentielle, dans le cas de cadences élevées de modification de l'écart de régulation ou du déplacement du papillon des gaz, sont soustraits d'un signal amplifié d'écart de régulation de vitesse. Cette soustraction des signaux supplémentaires est censée limiter la réponse de régulation et assurer la stabilité de la régulation. D'après la demande de brevet allemand publiée DE 28 16 613 A1, on connaît un dispositif de régulation de la vitesse de déplacement du type Tempomat, dans lequel le signal de sortie d'un régulateur d'accélération, monté en parallèle avec un régulateur de vitesse, est soustrait du signal de sortie du régulateur de vitesse, le signal de réglage formé de ce fait étant envoyé, selon une commande par réaction, d'une part à un circuit de régulation disposé en aval et d'autre part, par l'intermédiaire d'un filtre passe-haut, au régulateur d'accélération. Le régulateur d'accélération est censé améliorer le comportement dynamique de régulation en ce sens que la vitesse de consigne désirée est atteinte plus rapidement dans le cas de variations de la vitesse réelle. Le couplage par réaction avec filtrage passe-haut est censé garantir que des variations de la vitesse de consigne'4peuvent être retransmises d'une manière retardée à l'organe de réglage. Dans la demande de brevet allemand publiée DE 26 54 455 A1, on décrit un dispositif pour régler la vitesse de déplacement d'un véhicule automobile, dans lequel un signal de vitesse réelle et un signal de vitesse de consigne sont envoyés au côté entrée d'un régulateur de la vitesse de déplacement, qui délivre un signal de sortie dépendant de ces signaux. Le signal de sortie du régulateur est envoyé à un circuit de réglage du papillon des gaz par l'intermédiaire d'un étage intégrateur dit de Miller, qui agit de telle sorte que chaque modification du signal de sortie du régulateur, jusqu'à une valeur d'amplitude prédéterminée, soit transmise sans être retardée d'une manière générale, tout au plus en étant faiblement retardée, et, au- dessus de cette valeur, soit transmise en étant retardée. En particulier pour la régulation électronique de l'injection diesel dans des véhicules automobiles comportant un moteur diesel, la détermination précise de la quantité d'injection optimale du point de vue moteur à partir de la position de la pédale d'accélérateur par l'intermédiaire d'un générateur de position associé, ainsi qu'à partir de la vitesse de rotation, appelée par la suite "le régime" du moteur, est importante. Les données de la quantité d'injection, nécessaire pour chaque état, sont habituellement mémorisées dans un ensemble de courbes caractéristiques de la quantité d'injection. Pour une position constante de la pédale d'accélérateur et lorsque le régime du moteur augmente, de façon typique la quantité d'injection fournie par l'ensemble de courbes caractéristiques et par conséquent le couple pouvant être délivré par le moteur à combustion interne augmentent. En particulier dans le cas de véhicules comportant une transmission automatique avec un convertisseur hydraulique de couple, il se pose le problème suivant. Lorsque le véhicule est à l'arrêt et que le moteur tourne, la roue de pompe du convertisseur, qui est reliée au moteur, tourne tandis que sa roue de turbine, située du côté de la transmission, est arrêtée. Pour le régime maximal du moteur, la roue de pompe et la roue de turbine possèdent approximativement la même vitesse de rotation, auquel cas, lors du fonctionnement en propulsion, la roue de turbine est entraînée conjointement, au moyen d'un liquide hydraulique, par la rotation de la roue de pompe. Entre ces deux états extrêmes, on obtient par conséquent ce qu'on appelle une plage de glissement, qui reproduit la différence entre les vitesses de rotation de la roue de pompe et de la roue de turbine et se rétrécit lorsque le régime du moteur augmente. Dans le fonctionnement en frein- moteur, les fonctions de la roue de pompe et de la roue de turbine s'inversent, avec un rendement plus mauvais, ce qui accroît de façon supplémentaire la plage de glissement par rapport au fonctionnement normal en traction. Lors de la commutation du fonctionnement en frein- moteur au fonctionnement en propulsion, par exemple en raison du passage d'une section descendante à une section montante, la largeur de la plage de glissement du convertisseur peut atteindre 1000 tours/minute et plus, ce qui, lors du fonctionnement du dispositif Tempomat, influe sur la régulation de vitesse notamment pour des vitesses de consigne plus faibles, car le convertisseur de couple de la transmission agit, dans la section de régulation, à la manière d'un circuit à temps mort ou circuit de retardement. En particulier dans le cas de vitesses de régulation du dispositif Tempomat atteignant jusqu'à environ 70 km/h dans le 4-ème ou le 5-ème rapport, le régime du moteur se situe dans la gamme d'un glissement élevé du convertisseur. Dans une section descendante, le moteur ne doit délivrer qu'un faible couple d'entraînement ou aucun couple d'entraînement pour maintenir la vitesse de sorte que le régime du moteur baisse sans que ceci ne produise une réduction de vitesse. La diminution du régime conduit, sur la base de l'ensemble de courbes caractéristiques de la quantité d'injection, à une réduction supplémentaire de cette quantité d'injection, ce qui conduit à une réduction de la vitesse réelle légèrement au-dessous de la vitesse de consigne. En raison de l'écart existant de régulation de vitesse, le dispositif de régulation Tempomat délivre un signal qui augmente la quantité d'injection, ce qui se manifeste cependant, en raison du glissement du convertisseur, tout d'abord uniquement sous la forme d'un accroissement du régime et non sous la forme d'un accroissement de la vitesse. Si alors la différence de vitesse est éliminée par régulation, le dispositif de régulation Tempomat fournit déjà une valeur de sortie trop élevée, qui conduit à une différence positive de régulation de vitesse qui déclenche une régulation antagoniste consécutive du dispositif Tempomat. Par conséquent, il se produit un effet de rétroaction sur la base de l'ensemble de courbes caractéristiques de la quantité d'injection avec son évaluation du régime, et en raison de la plage de glissement du convertisseur de couple de la transmission, cet effet favorisant des oscillations pendulaires du régime du moteur. Dans le cas d'une section descendante plus longue, les instabilités du régime, qui peuvent être détectées initialement éventuellement seulement par voie acoustique et au moyen d'un affichage optique, peuvent augmenter et être décelées sous la forme d'à-coups. L'invention a pour but, en tant que problème technique, d'indiquer un dispositif de régulation de la vitesse de déplacement du type Tempomat, tel qu'indiqué plus haut, qui s'oppose à ces oscillations pendulaires du régime du moteur dans le cas d'une faible charge. Ce problème est résolu conformément à l'invention à l'aide d'un dispositif de régulation de la vitesse de déplacement du type Tempomat pour un véhicule automobile comportant un moteur à combustion interne, notamment un moteur diesel, et comportant - un régulateur de vitesse, au côté entrée duquel sont envoyés un signal de vitesse réelle et un signal de vitesse de consigne et qui délivre, à sa sortie, un signal de sortie qui dépend de ces signaux d'entrée, et - un circuit de régulation de la quantité d'injection de carburant, qui, sur la base d'un ensemble prédéterminé de courbes caractéristiques de la quantité d'injection, délivre un signal de réglage de la quantité d'injection en fonction d'un signal d'entrée envoyé, caractérisé par - un circuit d'affaiblissement, qui est relié, côté entrée, à la sortie du régulateur de vitesse et, côté sortie, à l'entrée du circuit de régulation de la quantité d'injection de carburant et qui délivre un signal de sortie, qui, dans une gamme de valeurs inférieures du signal d'entrée, est inférieur à son signal d'entrée. Le fait de prévoir le circuit d'affaiblissement permet d'obtenir effectivement une réduction de l'amplification du régulateur dans la gamme des régimes, qui est sensible pour des oscillations particulières de la vitesse de rotation, pour une faible charge du moteur. L'affaiblissement, produit par le circuit d'affaiblissement, du signal de sortie du régulateur dans la gamme des valeurs inférieures agit à l'encontre de l'amplification élevée, fournie par la configuration usuelle de l'ensemble de courbes caractéristiques de la quantité d'injection, du signal de sortie du dispositif de régulation Tempomat dans la gamme de valeurs inférieures, dans laquelle, sinon, on obtiendrait des modifications de la valeur obtenue par régulation Tempomat allant jusqu'au rapport trois, sur la base de l'ensemble de courbes caractéristiques de la quantité d'injection. Sous l'effet de cet affaiblissement, les oscillations pendulaires du régime, qui menacent d'apparaître dans la gamme des valeurs inférieures du signal de sortie du régulateur, sont supprimées de façon fiable. Le circuit d'affaiblissement peut être utilisé en liaison avec n'importe quel type de régulateur de vitesse et peut par conséquent être utilisé d'une manière très diversifiée pour l'affaiblissement d'oscillations pendulaires du régime dans des dispositifs Tempomat. La disposition selon l'invention ne requiert en outre aucune adaptation glissante, relativement compliquée pour la capacité de fonctionnement continue requise, des paramètres du régulateur pour réduire l'amplification du régulateur. En outre, à ceci n'est liée aucune réaction sur le régulateur, qui pourrait altérer la caractéristique de régulation de ce dernier. Pour l'application du dispositif, il n'est en outre pas nécessaire de traiter d'autres grandeurs, comme par exemple le régime du moteur, et l'ensemble de courbes caractéristiques de la quantité d'injection peut être agencé d'une manière basée totalement sur des considérations liées au moteur, sans tenir compte d'exigences du dispositif Tempomat. Dans une variante de réalisation selon l'invention, selon laquelle le circuit d'affaiblissement produit son signal de sortie par multiplication de son signal d'entrée par un facteur qui dépend du signal d'entrée et qui, dans la gamme inférieure de valeurs du signal d'entrée, augmente d'une manière continue et monotone jusqu'à la valeur un à partir d'une valeur minimale prédéterminée, lorsque le signal d'entrée augmente, et reste à cette valeur un dans la gamme suivante de valeurs supérieures du signal d'entrée, le circuit d'affaiblissement convertit le signal de sortie du régulateur en un signal qui, dans une gamme de valeurs supérieures du signal de sortie du régulateur, correspond à ce dernier, alors que dans une gamme de valeurs inférieures, il est réduit, par rapport au signal de sortie du régulateur, d'un facteur qui décroît de façon monotone depuis la valeur un lorsque le signal de sortie du régulateur diminue, de sorte que le signal proprement dit du dispositif de régulation Tempomat est affaibli d'une manière très efficace dans la gamme des faibles vitesses de rotation, qui est particulièrement sensible à des oscillations pendulaires du régime, et que ceci s'oppose par conséquent d'une manière efficace aux oscillations pendulaires de la vitesse de rotation. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 représente un schéma-bloc de la partie, pertinente pour l'invention, d'un dispositif de régulation de la vitesse de déplacement, de type "Tempomat", pour un véhicule automobile comportant un système de régulation électronique du carburant diesel et une transmission automatique; et - la Figure 2 représente un schéma du dispositif de régulation Tempomat utilisé sur la Figure 1. Le dispositif de régulation Tempomat de la Figure 1 contient un régulateur analogique usuel en tant que régulateur de vitesse 1, un circuit d'affaiblissement 2 branché en aval et au côté entrée duquel est envoyé le signal de sortie UA du régulateur de vitesse 1, ainsi qu'un circuit 3 de réglage de la quantité d'injection de carburant, qui est chargé par le signal de sortie k.UA du circuit d'affaiblissement 2 et délivre à sa sortie un signal correspondant SE de réglage de la quantité d'injection. La structure du régulateur de vitesse 1 est représentée de façon plus précise sur la Figure 2. Le régulateur de vitesse 1 est constitué par un amplificateur opérationnel 4, à l'entrée non inverseuse duquel est appliqué le signal de vitesse de consigne vconsigne et à l'entrée inverseuse duquel est appliqué, par l'intermédiaire d'une résistance 7, le signal de vitesse réelle vréelle, à partir duquel on obtient le signal d'écart de régulation UE appliqué sur le côté entrée. À la sortie de l'amplificateur opérationnel 4 est alors présent le signal UA de sortie du régulateur, qui est couplé par réaction à l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel, au moyen d'un circuit parallèle, dont une branche est constituée par une résistance 5 et dont l'autre branche est constituée par un circuit série formé d'une résistance et d'un condensateur 8. Le régulateur Tempomat 1 agencé de cette manière fournit, pour saut normalisé de la valeur de consigne, une réponse qui est constituée par une amplification P statique, obtenue après l'écoulement d'une constante de temps du régulateur, lorsque le régulateur est à l'état stationnaire, ainsi que par une amplification dynamique P instantanée, qui de façon typique est comprise entre 25 % et 60 % de l'amplification P statique, l'amplification du régulateur augmentant à partir de la valeur d'amplification instantanée dynamique la valeur d'amplification statique dans l'intervalle correspondant à la constante de temps du régulateur, conformément à une fonction exponentielle. Le circuit 3 de réglage de la quantité d'injection de carburant produit un signal SE de réglage de la quantité d'injection pour un actionneur non représenté, branché en aval, en fonction de grandeurs d'entrée envoyées, sur la base d'un ensemble prédéterminé EK de courbes caractéristiques de la quantité d'injection, qui est indiqué seulement schématiquement dans le bloc fonctionnel associé de la Figure 1, comme cela est usuel pour des systèmes d'injection électronique diesel, auquel cas notamment les faibles valeurs du signal d'entrée sont notablement amplifiées sur la base de la configuration de l'ensemble (EK) de courbes caractéristiques de la quantité d'injection, par exemple dans la gamme inférieure à 15 % du signal d'entrée maximale. Pour empêcher, lors du fonctionnement du dispositif Tempomat, des oscillations pendulaires du régime dans le cas d'une faible charge du moteur, sur la base d'une telle amplification élevée des faibles signaux de sortie du dispositif Tempomat, le circuit d'affaiblissement 2 est branché entre le régulateur de vitesse 1 et le circuit 3 de réglage de la quantité d'injection de carburant. En dehors du signal de sortie k.UA du circuit d'affaiblissement 2, une information Md sur la vitesse de rotation du moteur ainsi qu'une information Fs de réglage de la pédale d'accélérateur sont envoyées en tant que grandeurs d'entrée au circuit 3 de réglage de la quantité d'injection de carburant, la valeur de la position de la pédale d'accélérateur étant sans influence tant que le circuit d'affaiblissement 2 délivre un signal de sortie k.UA supérieur à cette valeur. Le circuit d'affaiblissement 2 multiplie le signal de sortie UA du régulateur, qui est envoyé au côté entrée, par un facteur k pour produire le signal de sortie k.UA, qui est envoyé au circuit 3 de réglage de la quantité d'injection de carburant en tant que signal d'entrée. Le facteur multiplicatif k est prédéterminé par une courbe caractéristique du type représenté dans le bloc fonctionnel du circuit d'affaiblissement 2 de la Figure 1. Le facteur k dépend du signal d'entrée, c'est-à-dire du signal de sortie UA du régulateur, et il prend en permanence la valeur un dans une gamme B2 de valeurs supérieures du signal d'entrée, entre environ 42 % et 100 % du signal maximal de sortie UAM du régulateur. Dans cette gamme B2 de valeurs supérieures du signal d'entrée du circuit 3, c'est-à-dire du signal de sortie UA du régulateur, ce dernier signal est transmis par conséquent finalement en tant que signal de commande sans être modifié par le circuit d'affaiblissement 2 au circuit 3 de réglage de la quantité d'injection de carburant. A partir du point limite inférieur de la gamme B2 de valeurs supérieures du signal d'entrée, le facteur multiplicatif k diminue de façon monotone alors que le signal d'entrée UA diminue, jusqu'à ce que, pour la valeur minimale zéro du signal d'entrée UA, il prenne sa valeur minimale km, qui est égale par exemple environ 0,25. L'allure précise dans cette gamme B1 de valeurs inférieures du signal d'entrée du circuit 3, c'est- à-dire du signal de sortie UA du régulateur, dans laquelle le facteur d'affaiblissement k reste inférieur à un, peut être fixée par exemple de façon empirique en fonction du cas d'utilisation. Pour réaliser une économie de places de mémoire, cette allure peut être prédéterminée par un petit nombre de points de base avec une interpolation linéaire entre les points de base. En outre, en fonction du cas d'application, on peut choisir la valeur minimale km du facteur k ainsi que la position du point limite entre la gamme B1 des valeurs inférieures et la gamme B2 des valeurs supérieures du signal de sortie UA du régulateur au signal d'entrée du circuit 3. Dans tous les cas, le montage selon l'invention du circuit d'affaiblissement entre le dispositif de régulation Tempomat et le circuit de réglage de la quantité d'injection de carburant permet un affaiblissement efficace des oscillations pendulaires du régime dans le fonctionnement du dispositif de réglage Tempomat, pour une faible charge du moteur, le dispositif de régulateur Tempomat pouvant être d'un type usuel, sans qu'il soit nécessaire d'apporter des modifications à ce régulateur lui-même. REVENDICATIONS 1. Dispositif de régulation de la vitesse de déplacement pour un véhicule automobile comportant un moteur à combustion interne, notamment un moteur diesel, et comportant - un régulateur de vitesse (1), au côté entrée duquel sont envoyés un signal de vitesse réelle (vréelle) et un signal de vitesse de consigne (Vconsigne) et qui délivre, à sa sortie, un signal de sortie (UA) qui dépend de ces signaux d'entrée, et - un circuit (3) de régulation de la quantité d'injection de carburant, qui, sur la base d'un ensemble prédéterminé (EK) de courbes caractéristiques de la quantité d'injection, délivre un signal (SE) de réglage de la quantité d'injection en fonction d'un signal d'entrée envoyé (k.UA), caractérisé par - un circuit d'affaiblissement (2), qui est relié, côté entrée, à la sortie du régulateur de vitesse (1) et, côté sortie, à l'entrée du circuit (3) de régulation de la quantité d'injection de carburant et qui délivre un signal de sortie (k.UA), qui, dans une gamme (B1) de valeurs inférieures du signal d'entrée, est inférieur à son signal d'entrée (UA). 2. Dispositif de régulation de la vitesse de déplacement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'affaiblissement (2) produit son signal de sortie (k.UA) par multiplication de son signal d'entrée (UA) par un facteur (k) qui dépend du signal d'entrée et qui, dans la gamme inférieure (B1) de valeurs du signal d'entrée, augmente d'une manière continue et monotone jusqu'à la valeur un à partir d'une valeur minimale prédéterminée (km), lorsque le signal d'entrée (UA) augmente, et reste à cette valeur un dans la gamme suivante (B2) de valeurs supérieures du signal d'entrée.