Brevet FR2806976A1 — publié le 20011005

La présente invention concerne un procédé de commande d'un moteur de véhicule automobile lors d'un changement de vitesse. Plus particulièrement, il agit d'un changement de vitesse commandé par une boîte de transmission automatisée. II est connu que, pendant un changement de vitesse, se succèdent, de manière traditionnelle, trois phases distinctes de commande du moteur déterminées en particulier par différentes valeurs de couple moteur effectif au niveau de l'organe d'embrayage, à savoir - une phase de débrayage (pendant laquelle le couple diminue), - une phase à vide (pendant laquelle le couple est nul) et, - une phase d'embrayage (pendant laquelle le couple augmente). Ainsi, manière habituelle pendant un changement de vitesse, le moteur est commandé pour suivre l'une après l'autre chacune de ces phases. A cet effet, la commande du moteur impose à celui-ci de suivre un profil spécifique de couple. La commande en couple présente ainsi un profil classique du type : une décroissance selon une pente déterminée (pouvant être variable), puis une zone constante (couple nul), puis une croissance du couple également selon une pente determinée (pouvant être variable). Le contrôle du moteur, par l'imposition de consigne de couple spécifique, permet déroulement successif de chacune des phases ci-dessus décrites. Cependant, on observe une certaine lenteur du système lors de l'embrayage (c'est-a-dire une phase d'embrayage un peu longue) ainsi qu'une difficulté à suivre de manière optimale la consigne de couple imposée. En outre, un tel fonctionnement selon une consigne de couple nécessite que cette consigne soit bien précise de manière à bien synchroniser les régimes moteurs et transmission, ce qui n'est pas toujours le cas notamment suite à l'usure des différents systèmes mécaniques entrant en jeu. Le but de la présente invention est de permettre un changement de vitesse plus rapide tout en ne nécessitant pas une grande précision dans la consigne de couple imposée au dispositif de contrôle du moteur. A cet effet, la présente invention concerne un procédé de commande d'un moteur de véhicule automobile lors d'un changement de vitesse comportant trois phases successives dites respectivement phase de débrayage, phase à vide et phase d'embrayage, le dit procédé étant caractérisé en ce que, lors du changement de vitesse, on impose au moteur de suivre une succession prédéterminée de régimes ou de variations de régime. Ainsi, au lieu de commander moteur seulement en couple (c'est-à- dire de lui imposer seulement le respect d'un certain profil de couple), on impose au moteur de suivre aussi un profil de régime ou une variation de régime. De ce fait, le couple moteur suit manière naturelle le profil de couple optimal (ceci sans avoir à le calculer). Ainsi, il n'est plus nécessaire de déterminer avec précision ce couple pour réaliser un changement de vitesse optimal, à savoir présentant une durée un profil optimal. De manière avantageuse le procédé selon l'invention consiste à - évaluer le régime moteur (ou sa variation) lors du début de la phase de débrayage, - maintenir de manière constante ce régime moteur (ou cette variation) pendant au moins toute la durée de la phase de débrayage, c'est-à-dire pendant la phase de décroissance du couple moteur, de manière à optimiser le transfert de couple, - déterminer le régime de synchronisation que devra présenter le moteur lors de la fin de phase d'embrayage et, - imposer ce régime de synchronisation, au moins dès le début de la phase d'embrayage, c'est-à-dire pendant la phase de croissance du couple moteur, de manière à optimiser cette synchronisation. On notera que le procédé selon l'invention permet notamment d'optimiser le transfert de couple pendant la phase de débrayage en maintenant l'accélération du véhicule constante, sans à-coups ni perte de vitesse, et d'anticiper sur le futur régime de synchronisation. En effet, ce régime de synchronisation est imposé au moteur dès le début de la phase d'embrayage ou dès le début de la phase à vide et non uniquement en sortie de phase d'embrayage. Ceci permet donc de realiser une phase d'embrayage plus courte. Lorsque le régime de synchronisation est imposé dés le début de la phase à vide, on réalise en outre des economies de carburant en mettant en oeuvre des coupures à l'injection pour créer un couple négatif. D'autres objets, avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description suit à titre d'exemple non limitatif en référence aux figures annexées dans lesquelles - La figure 1 est un diagramme schématique représentant les variations du couple C et régime N pendant un changement de vitesse selon la présente invention, - La figure 2 est une vue schématique illustrant le procédé selon la présente invention selon un premier mode de mise en ceuvre, et - La figure 3 est une vue schématique semblable la figure 2 représentant un second mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Comme représenté à la figure 1 lors d'un changement de vitesse CV, le couple C imposé au moteur suit traditionnellement un profil du type de celui représenté en traits gras. On trouve ainsi, pendant un changement de vitesse, une premiere phase 1 dite phase de débrayage, une seconde phase 2 dite phase à vide et une troisième phase 3 dite phase d'embrayage. Pendant la phase de débrayage 1, on remarque que le couple moteur C décroît très rapidement pour atteindre en fin de phase une valeur nulle. Lors la phase à vide 2 (dont la durée dépend de la transmission et du type de boîte utilisées), le couple reste nul. Pendant la phase d'embrayage 3, le couple augmente le plus rapidement possible pour atteindre la valeur de synchronisation Cs qui lui est fixée. II est connu de commander le couple moteur de sorte qu'il présente la succession des trois phases ci-dessus indiquées lors d'un changement de vitesse. Cependant, le profil de couple ainsi appliqué au moteur est un profil optimal qu ' a souvent du mal à suivre. Ceci provoque des oscillations de couple autour des valeurs de consignes qui peuvent être perçues de manière négative par le conducteur du véhicule. En outre, on remarque que la phase d'embrayage est souvent trop longue et donc que le couple de synchronisation est rarement atteint en temps voulu. Selon la présente invention, au lieu de commander le moteur selon un profil de couple déterminé, on impose au moteur de suivre une succession prédéterminée de régimes N ou de variations de régime AN. Ainsi, au début de la phase de débrayage 1, on évalue le régime moteur N1 qui prévaut à ce moment là. On maintien ce régime moteur constant pendant toute la phase de débrayage. On s'aperçoit alors que le maintien de ce régime moteur N1 a pour conséquence de provoquer une chute très rapide du couple qui atteint naturellement de manière optimale une valeur nulle. le début de la phase à vide 2, alors que le couple est nul, on impose au moteur de suivre un second régime de rotation à savoir le régime N2 dit de synchronisation. Ce régime est déterminé par les moyens de calcul d'un système de pilotage de la boîte de vitesse, en fonction du nouveau rapport de boîte. On remarque qu'en fin de phase à vide 2 le régime de synchronisation N2 est soit déjà, soit pratiquement atteint. Lors de la phase d'embrayage, ce régime N2 est rapidement acquis ce qui permet au moteur d'augmenter rapidement son couple pour atteindre le couple de synchronisation Cs. Dans cette phase d'embrayage, on remarque que, de manière naturelle, le simple fait d'imposer le régime de synchronisation N2 moteur permet à celui-ci de présenter un profil de couple optimal. II résulte d'un tel procédé que la phase d'embrayage est raccourcie (par rapport à une commande en couple) et que la détermination d'un profil en couple précis n'est pas nécessaire. Ce procédé présente en outre l'avantage de s'auto-calibrer pendant toute la durée de vie du moteur. Il n'y a plus à tenir compte de corrections spécifiques dues à l'usure des pièces. Bien entendu, au lieu d'imposer au moteur de suivre successivement les valeurs N1 puis N2, on peut imposer au moteur de garder, pendant la phase de debrayage 1, une variation de régime constante AN1, puis d'appliquer pendant les phases ultérieures une variation de régime constante AN2. Dans ce cas, la variation de régime àN1 appliquée pendant la phase 1 est celle mesurée au moment du démarrage de cette phase. La variation de regime AN2 appliquée pendant les phases 2 et 3 est celle prévue au moment de la synchronisation. On notera (figure1) que l'application du régime N2 ou de la variation de regime AN2, dès le début de la phase à vide 2 (et non uniquement à la fin comme cela était fait dans le passé), permet d'obtenir pendant cette phase un couple négatif (créé par des coupures à l'injection par exemple) servant de réserve lors de la phase d'embrayage 3 pour réduire encore la durée de cette phase (courbe C en traits pointillés, figure 1). Ceci permet d'écourter la phase d'embrayage puisque le régime de synchronisation N2 (ou aN2) appliqué dès début de la phase à vide 2. En variante, le régime de synchronisation (ou la variation de régime de synchronisation) imposé au moteur peut être appliqué uniquement au début de phase d'embrayage. Dans ce cas, le régime N1 (ou la variation de régime est appliqué pendant les phases 1 et 2. La synchronisation sera alors effectuée pendant la phase 3 d'embrayage sans anticipation. On remarquera que le contrôle du moteur en couple est appliqué en meure temps que le contrôle en régime pour améliorer encore la rapidité du changement de vitesse et surtout pour éviter tout ressenti d'à-coups par le conducteur. Ainsi, comme le montre la figure 2, un profil de couple consigne Cc est imposé par un dispositif de commande en couple 10 au moteur 11 par une boucle ouverte 12. Un profil de régime de consigne Nc est appliqué par un dispositif de commande en régime 13 au moteur 11, mais cette fois-ci par une boucle fermée 14. Sur la figure 2, le paramètre U représente l'ensemble des commandes du pilotage d'un moteur (ouverture papillon, avance à l'allumage, temps d'injection...). Le paramètre U1 est l'ensemble des valeurs de pilotage moteur tel que déterminé par le dispositif de commande en couple 10. Le paramètre U2 est l'ensemble des valeurs de pilotage moteur tel que déterminé par le dispositif de commande en régime 13. Le paramètre U3 est l'ensemble des valeurs de pilotage moteur tel que déterminé en prenant en compte la fois U1 et U2. La figure 2 montre un premier mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention dans lequel la correction en couple est effectuée en aval du dispositif de commande en couple. La figure 3 montre un second mode de mise en oeuvre dans lequel la correction en couple Cc-cor est effectuée en amont du dispositif de commande en couple 10. Ce second mode de mise en oeuvre est plus simple à réaliser car il permet d'agir directement sur le couple de consigne Cc et non sur le paramètre U1 qui est un paramètre complexe car portant sur plusieurs fonctions. L'application du procédé selon l'invention conduit globalement à un meilleur transfert de couple pendant la phase d'embrayage, à une meilleure synchronisation au moment du réaccouplement moteur et boîte de vitesse et à une économie de carburant pendant la phase à vide (pendant laquelle des coupures d'alimentation en carburant peuvent être appliquées pour créer un couple négatif). Le procédé selon l'invention consiste ainsi à imposer au moteur un régime rotation prédéterminé pendant chacune des phases du changement de vitesse de telle sorte que le couple moteur soit optimal pendant chacune de ces phases. On notera en outre que le calcul du couple de consigne Cc et de la valeur consigne de régime Nc peut être effectué par le calculateur de commande de boîte de vitesse. Le dispositif de commande en couple 10 est piloté par le calculateur de commande du moteur (EMS (Engine Managment System)). Le dispositif de commande en régime 13 peut être commandé par le calculateur de commande de boîte vitesse (TCU (Transmission Control Unit)) ou par le calculateur de commande du moteur (EMS). De préférence cependant, le dispositif 13 est piloté par le calculateur de commande moteur (EMS). En effet, lorsque c'est le calculateur de commande de boîte de vitesse (TCU) qui pilote le dispositif 13, cela allonge les temps de réponse car ce calculateur n'a pas toutes les informations nécessaires à ce calcul et doit demander les informations manquantes au calculateur de commande de moteur (EMS). Bien entendu, présente invention n'est pas limitée au mode de mise en oeuvre décrit et représenté et englobe toute variante à la portée de l'homme de l'art. Ainsi, le contrôle en régime selon l'invention peut être appliqué lors de tout changement vitesse y compris dans le cas où il s'agit d'un rétrogradage. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande d'un moteur de véhicule automobile lors d'un changement de vitesse comportant trois phases successives dites respectivement phase de débrayage (1), phase à vide (2) et phase d'embrayage (3), le dit procédé étant caractérisé en ce que lors du changement de vitesse (CV), on impose au moteur de maintenir une succession prédéterminée de régimes (N1, N2) ou de variations de régime (AN1, AN2). 2. Procédé selon la revendication 1 caractérise en ce qu'il consiste à - évaluer le régime moteur (N1) (ou sa variation AN 1) lors du début de la phase de débrayage (1), - maintenir de manière constante ce régime moteur (ou cette variation) pendant au moins toute la durée de la phase de débrayage (1), c'est-à-dire pendant la phase de décroissance du couple moteur, - déterminer le régime de synchronisation (N2) (ou la variation de ce régime AN2) que devra présenter le moteur lors de la fin de la phase d'embrayage (3) et, - imposer ce régime de synchronisation (N2) (ou sa variation) au moins dès le début de la phase d'embrayage (3), c'est-à-dire pendant la phase de croissance du couple moteur. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on impose le régime de synchronisation (N2, AN2) dès la fin de la phase de débrayage (1). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on impose au moteur un régime de rotation (N1, N2) déterminé pendant chacune des phases (1, 2, 3) changement de vitesse (CV) de telle sorte que le couple moteur soit optimal pendant chacune de ces phases. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le régime N1 (ou la variation de régime AN1) appliqué pendant la phase de débrayage (1) est le régime réel du moteur au démarrage de cette phase, tandis que le régime N2 (ou la variation de régime AN2) appliqué au moins au début de la phase d'embrayage (3) est le régime (ou la variation de régime) prévu au moment de la synchronisation après le changement de rapport de boîte.