Brevet FR2812588A1 — publié le 20020208

L'invention concerne un procédé de détermination de valeurs de consigne de couple pour machines motrices d'un véhicule automobile comportant au moins deux machines motrices, avec des moyens servant à détecter une grandeur caractérisant ce que désire le conducteur et des moyens servant à détecter des grandeurs de fonctionnement du véhicule automobile. L'invention concerne également un dispositif de détermination de valeurs de consigne de couple pour machines motrices d'un véhicule automobile comportant au moins deux machines motrices. Outre le moteur à combustion interne classique, les générations futures de véhicule sont équipées de plus en plus d'au moins une machine motrice supplémentaire, telle qu'un démarreur-générateur de vilebrequin, appelé également ci-après démarreur-générateur intégré (ISG). Un procédé de commande d'un groupe moteur qui comprend un moteur à combustion interne et un démarreur-générateur de vilebrequin est connu par WO 99I62735. Une valeur de consigne d'un couple est déterminée en fonction de la position de la pédale d'accélérateur, de la vitesse de rotation et d'un couple de perte. Dans ce couple de perte, il est tenu compte de pertes dépendant d'autres grandeurs de fonctionnement, telles que le débit massique d'air, la température de réfrigérant, la température d'huile, le courant passant dans le démarreur- générateur de vilebrequin et la température du démarreur-générateur de vilebrequin. Sur la base de ce couple de consigne et en tenant compte de valeurs prévues pour le couple qui sont imposées par des fonctions de commande du moteur à combustion interne, telles qu'une régulation du glissement de traction, une limitation de vitesse de rotation, une limitation de vitesse de déplacement ou une fonction de chauffage de catalyseur, un couple de consigne devant être réglé au moyen du débit massique d'air est déterminé. En outre, en fonction du couple de consigne et de valeurs de couple imposées par les autres fonctions de commande du moteur, une valeur de consigne du couple, qui doit être réglée dans les limites d'une durée préfixée, est déterminée. En fonction de cette valeur de consigne de couple devant être réglée rapidement, le démarreur-générateur de vilebrequin et l'allumage sont alors commandés. Dans ce procédé, bien que la machine motrice supplémentaire constituée par le démarreur-générateur de vilebrequin soit utilisée pour réaliser le couple imposé par le conducteur en actionnant la pédale d'accélérateur, il n'est toutefois tenu compte que du couple de perte du démarreur-générateur de vilebrequin dans la transformation de la position de pédale d'accélérateur en un couple de consigne. II n'est toujours pas tenu compte de la possibilité de produire un couple supplémentaire au moyen du démarreur-générateur de vilebrequin. Le but de l'invention est de fournir un procédé et un dispositif, permettant de déterminer. des valeurs de consigne de couple pour des machines motrices d'un véhicule automobile comportant au moins deux machines motrices, au moyen desquels il est directement tenu compte des force et faiblesse caractéristiques des différentes machines motrices lors de la transformation d'une grandeur caractérisant ce que souhaite le conducteur en valeurs de consigne de couple. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé, du type générique défini en introduction, selon lequel, dans des branches d'analyse séparées prévues pour chacune des machines motrices, une valeur de consigne de couple est déterminée en fonction de la grandeur caractérisant ce que souhaite le conducteur et de grandeurs de fonctionnement du véhicule automobile. Ainsi, dans les branches d'analyse, il est tenu compte directement des force et faiblesse spécifiques respectives de chaque machine motrice considérée, de sorte que la valeur de consigne de couple totale résultant de la somme des valeurs de consigne de couple individuelles représentent toujours le couple maximal possible dans les conditions de fonctionnement du véhicule qui se présentent momentanément. Le procédé conforme à l'invention peut aussi présenter une ou plusieurs des particularités suivantes - au moins l'une des machines motrices est constituée d'un moteur électrique, la valeur de consigne de couple prévue pour le moteur électrique étant déterminée à partir d'un facteur de couple prévu pour le moteur électrique et de la vitesse de rotation, et le facteur de couple prévu pour le moteur électrique est déduit de la grandeur caractérisant ce que souhaite le conducteur, en fonction du type de conducteur et/ou de l'état de charge de la batterie de véhicule, - le facteur de couple prévu pour le moteur électrique dépend du gradient de la grandeur caractérisant ce que souhaite le conducteur, - le facteur de couple prévu pour le moteur électrique dépend de l'intégrale établie sur la grandeur caractérisant ce que souhaite le conducteur. La dénomination "moteur électrique" doit être comprise ici et ci-après d'une manière générale et englobe également des démarreurs-générateurs de vilebrequin, qui sont de préférence réalisés sous forme de machine asynchrone, mais peuvent également être réalisés sous forme de machine synchrone ou de moteur à courant continu. Dans le même but indiqué plus haut, l'invention a également pour objet un dispositif, du type générique défini en introduction, dans lequel, pour chacune des machines motrices, il est prévu des moyens servant à déterminer une valeur de consigne de couple pour la machine motrice correspondante, en fonction d'une grandeur caractérisant ce que souhaite le conducteur et de grandeurs de fonctionnement du véhicule automobile. Le dispositif conforme à l'invention peut aussi présenter la particularité suivante - les valeurs de consigne de couple prévues pour les différentes machines motrices sont déterminées dans des branches d'analyse séparées l'une de l'autre. Un exemple de mise en oeuvre de l'invention est exposé ci-après en détail en regard des dessins. On voit à la figure 1, une représentation schématique de la structure hiérarchique des unités de commande d'une ligne motrice comprenant un moteur à combustion interne et un démarreur-générateur de vilebrequin et, à la figure 2, un schéma-blocs du dispositif conforme à l'invention permettant de déterminer les valeurs de consigne de couple. Une commande de ligne motrice comprend (figure 1) les éléments constitutifs présentés et décrits ci-après. Pour une meilleure facilité de lecture, on renonce ci-après souvent aux indications "circuit" ou "bloc" pour les différents éléments constitutifs de circuit ou de programme. Des données sont envoyées, au moyen de lignes de signaux appropriées, de capteurs 2 réunis symboliquement dans un bloc à une spécification et formation de critère 1 centrale. Les lignes de signaux peuvent également être réalisées sous forme de bus de données, par exemple des bus CAN. Dans la classification et formation de critère 1 centrale, des signaux de sortie caractérisant la situation de fonctionnement sont produits en fonction des signaux de capteur et éventuellement d'autres données provenant de sources de signaux extérieures, telles que par exemple par GPS. En particulier, la classification et formation de critère 1 centrale peut par exemple comporter les éléments constitutifs suivants : une détermination de type de conducteur, une localisation d'environnement et de type de voie, une reconnaissance de manoeuvre de conduite et de situation de conduite et un canal d'information, par exemple un radiotéléphone ou un récepteur de satellite. Les signaux de sortie des composants de circuit indiqués ci-dessus sont transmis à une sélection de stratégie de fonctionnement 3 et à une interprétation de valeur de pédale 4. Celle-ci reçoit par ailleurs des signaux provenant d'une pédale de frein 5 et d'une pédale d'accélérateur 6. La fonction et le fonctionnement de l'interprétation de valeur de pédale 4 sont exposés en détail en liaison avec la description de la figure 2. La sélection de stratégie de fonctionnement 3 fixe, comme "décideur" central, la stratégie de fonctionnement de l'ensemble de la ligne motrice et transmet des signaux de commande appropriés à des unités de commande décentralisées que sont une commande de moteur électronique (EMS) 7, une commande d'ISG (ISGS) 8 et une commande électronique de boîte de vitesses (EGS) 9. Si on fixe par exemple un fonctionnement de conduite à émissions rendues minimales, toutes les unités de commande 7 à 9 fonctionnent alors d'une manière telle que les émissions de substances nocives soient rendues minimales. D'une manière analogue à cette situation, dans un mode orienté sur la puissance de conduite, les grandeurs de sortie de toutes les unités de commande 7 à 9 sont réglées d'une manière telle que soient assurées une accélération la meilleure possible et une réaction rapide de la ligne motrice à ce que désire le conducteur (type de fonctionnement moteur non limité). Des informations concernant une manoeuvre de conduite, telles qu'une conduite en virage ou un fonctionnement en régime de coupure d'alimentation, peuvent également être analysées dans la sélection de stratégie de fonctionnement 3. Par suite, il est par exemple possible que, dans le cas d'une conduite en virage extrême, le rapport de boîte de vitesses soit fixé (EGS) et que le changement de charge dans la ligne motrice soit amorti ou ralenti (EMS). Les unités de commande décentralisées 7 à 9 produisent des signaux de réglage au moyen desquels sont commandés les différents ensembles - moteur à combustion interne 10, ISG 11 et boîte de vitesses 12 - ou également d'autres éléments constitutifs de la ligne motrice. Les capteurs 2 délivrent des signaux nécessaires aussi bien pour la classification et formation de critère 1 centrale que pour l'interprétation de valeur de pédale 4 et pour les unités de commande décentralisées 7 à 9. Toutefois, pour des raisons de vue d'ensemble, il n'est représenté à la figure 1 que la liaison de signaux menant à la classification et formation de critère 1 centrale. La localisation des capteurs 2 concernant les blocs fonctionnels ne joue qu'un rôle d'ordre prioritaire inférieur, dans la mesure où une communication entre la mise en forme de signaux de capteur dans l'unité de commande chaque fois considérée et le puits d'information est assurée. II importe également peu de savoir, en ce qui concerne l'architecture des fonctions, quelles unités fonctionnelles sont matériellement présentes et sont réunies et dans quelle unité de commande. Ainsi, les différents blocs fonctionnels de la classification et formation de critère 1 centrale, ainsi que l'interprétation de pédale d'accélérateur 4 peuvent, sans effet sur la fonction de commande d'ensemble, être intégrés tout aussi bien dans l'une des unités de commande décentralisées 7 à 9. Tout aussi bien, des fonctions de commande individuelles des unités de commande décentraliser 7 à 9 peuvent également être réunies dans un appareil de commande d'ordre prioritaire supérieur, par exemple un appareil de commande de moteur et de boîte de vitesses combiné. La fonction du bloc interprétation de pédale d'accélérateur 4 ressort de la figure 2 à l'aide d'un schéma-blocs. Par exemple, la transformation d'une valeur de pédale en valeurs de consigne de couple pour un véhicule automobile comprenant deus machines motrices constituées d'un moteur à combustion interne et d'un démarreur-générateur de vilebrequin est représentée sous la forme particulière d'un moteur électrique. La valeur de pédale reproduit la position de la pédale d'accélérateur ou la pression exercée sur la pédale d'accélérateur et doit donc être considérée comme un exemple pour une grandeur caractérisant ce que désire le conducteur. La transformation matérielle de ce que désire le conducteur en une grandeur caractéristique n'est pas importante pour l'idée inventive, de sorte que la grandeur caractérisant ce que désire le conducteur peut également être préfixée par un régulateur de vitesse de conduite. Les valeurs de consigne de couple peuvent être rapportées aussi bien au couple moteur qu'au couple de roue, donc au couple qui doit être transmis par les roues motrices à la voie de roulement. Des actionnements de la pédale de frein peuvent alors être par exemple interprétés comme étant un couple de roue négatif désiré. Dans une première branche d'analyse, un premier facteur de couple FAC TQ REQ DRIV ENG est formé (figure 2) dans un bloc d'analyse B1 en fonction de la valeur de pédale PV AV et de la vitesse de rotation N. Ce premier facteur de couple constitue une grandeur sans dimension présentant un domaine de valeurs compris entre 0 et 1. A partir de ce premier facteur de couple, une première valeur de consigne de couple TQ_REQ_ENG_RAW prévue pour le moteur à combustion interne est produite dans un bloc B2 en fonction d'un couple maximal TQ MAX et d'un couple minimal TQ MIN. A cet effet, dans le cas le plus simple, le premier facteur de couple FAC TQ_REQ_DRIV ENG est multiplié par la différence entre le couple maximal et le couple minimal. Le couple maximal TQ MAX et le couple minimal TQ MIN constituent, comme toutes les autres grandeurs dans le schéma-blocs, des grandeurs de calcul et ils correspondent respectivement au couple maximal ou au couple minimal qui peuvent être rendu disponibles sur un embrayage situé à la sortie du moteur à combustion interne. En parallèle à la détermination de la première valeur de consigne de couple TQ_REQ ENG_RAW prévue pour le moteur à combustion interne, un second facteur de couple FAC_TQ REQ DRIV CSG prévu pour l'ISG est formé, dans une seconde branche d'analyse, dans un bloc d'analyse B3 en fonction de la valeur de pédale PV AV, du type de conducteur et/ou de l'état de charge de la batterie de véhicule. Ce facteur de couple également constitue une grandeur sans dimension présentant un domaine de valeurs compris entre 0 et 1. Outre le type de conducteur et l'état de charge de la batterie, il est également possible de tenir compte d'autres grandeurs de système, telles que par exemple l'état de la charge ou l'état de fonctionnement du moteur, lors de la détermination du second facteur de couple. Un élément décisif réside dans le fait qu'il est tenu compte de la façon la plus complète possible de la force et la faiblesse de la machine motrice chaque fois considérée, donc de l'ISG dans le cas présent, dans le bloc d'analyse de la branche d'analyse associée. Dans le cas d'un ISG, il faut prendre notamment en considération le temps de réaction rapide, mais également la capacité de batterie limitée. II est par exemple possible de tenir compte de cette situation en pondérant d'une manière sur-proportionnelle le gradient de la valeur de pédale PV AV dans la fonction d'analyse du bloc d'analyser B3 et en ramenant le facteur de couple à la valeur 0 au moyen d'une intégrale établie sur la valeur de pédale PV AV. Une fonction d'analyse possible pour le bloc d'analyse B3 de la branche d'analyse prévue pour l'ISG pourrait se présenter de la manière suivante f(t) = n * [a (type de conducteur) * dldt (PV AV) +b*PV AV + c (état de charge) * int(PV AV)dt] avec a une variable dépendant du type de conducteur, b une constante, c une variable dépendant de l'état de charge de la batterie de véhicule et n un facteur de cadrage. Une seconde valeur de consigne de couple TQ_REQ CSG_RAW prévue pour l'ISG est produite dans un bloc B4 en fonction du second facteur de couple FAC TQ REQ DRIV CSG et de la vitesse de rotation N. Les valeurs de consigne de couple prévues pour les différentes machines motrices peuvent alors soit être transmises directement aux unités de commande décentralisées correspondantes, donc dans l'exemple de réalisation à l'EMS 7 et à l'ISGS 8, soit d'abord être additionnées pour donner une valeur de consigne de couple d'ensemble TQ_REQ_DRIV et être soumises à un traitement ultérieur dans la sélection de stratégie de fonctionnement 3. Cela offre la possibilité supplémentaire de régler la répartition de couple en s'écartent des valeurs de consigne de couple individuelles déterminées lorsqu'on se trouve dans des conditions de fonctionnement déterminées, afin par exemple d'éviter le fonctionnement du moteur à combustion interne dans un domaine de charge partielle défavorable. L'invention a été exposée à titre d'exemple pour un véhicule automobile comportant deux machines motrices constituées d'un moteur à combustion interne et d'un démarreur-générateur de vilebrequin. Le démarreur-générateur de vilebrequin, qui remplit d'une part la fonction d'un démarreur avec la boite de vitesses montée en aval et d'autre part la fonction d'une génératrice, séparée de celui-ci, servant à charger la batterie de véhicule, doit uniquement être considéré comme une forme particulière d'un moteur électrique. Toutefois, l'application de l'invention n'est limitée en aucune manière par la nature des machines motrices. L'invention est tout aussi bien également applicable à des véhicules automobiles comportant plus de deux machines motrices. REVENDICATIONS 1. Procédé de détermination de valeurs de consigne de couple pour machines motrices d'un véhicule automobile comportant au moins deux machines motrices (10, 11), avec des moyens servant à détecter une grandeur (PV AV) caractérisant ce que désire le conducteur et des moyens servant à détecter des grandeurs de fonctionnement du véhicule automobile, caractérisé en ce que, dans des branches d'analyse séparées prévues pour chacune des machines motrices (10, 11), une valeur de consigne de couple (TQ_REQ_ENG RAW, TQ REQ CSG RAW) est déterminée en fonction de la grandeur (PV AV) caractérisant ce que souhaite le conducteur et de grandeurs de fonctionnement du véhicule automobile. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'une des machines motrices est constituée d'un moteur électrique (11), - la valeur de consigne de couple (TQ REQ CSG RAW) prévue pour le moteur électrique (11) étant déterminée à partir d'un facteur de couple (FAC_TQ_REQ_DRIV CSG) prévu pour le moteur électrique (11) et de la vitesse de rotation (N) et - le facteur de couple (FAC TQ REQ_DRIV CSG) prévu pour le moteur électrique (11) est déduit de la grandeur (PV AV) caractérisant ce que souhaite le conducteur, en fonction du type de conducteur et/ou de l'état de charge de la batterie de véhicule. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le facteur de couple (FAC TQ REQ DRIV CSG) prévu pour le moteur électrique (11) dépend du gradient de la grandeur (PV AV) caractérisant ce que souhaite le conducteur. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le facteur de couple (FAC TQ REQ_DRIV CSG) prévu pour le moteur électrique (11) dépend de l'intégrale établie sur la grandeur (PV AV) caractérisant ce que souhaite le conducteur. 5. Dispositif de détermination de valeurs de consigne de couple pour machines motrices d'un véhicule automobile comportant au moins deux machines motrices (10, 11), caractérisé en ce que, pour chacune des machines motrices (10, 11), il est prévu des moyens servant à déterminer une valeur de consigne de couple (TQ_REQ_ENG_RAW, TQ_REQ_CSG_RAW) pour la machine motrice (10, 11) correspondante, en fonction d'une grandeur (PV AV) caractérisant ce que souhaite le conducteur et de grandeurs de fonctionnement du véhicule automobile. 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les valeurs de consigne de couple (TQ_REQ_ENG_RAW, TQ REQ CSG_RAW) prévues pour les différentes machines motrices (10, 11) sont déterminées dans des branches d'analyse séparées l'une de l'autre.