Brevet FR2812589A1 — publié le 20020208

"Procédé de pilotage de la vitesse de rotation d'un moteur par modulation du couple transmis par un embrayage d'une transmission automatisée" L'invention concerne un groupe motopropulseur de véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un groupe motopropulseur de véhicule automobile, du type qui comporte, d'amont en aval, un moteur thermique commandé, un embrayage de couplage commandé à friction, et une transmission automatisée commandée du type qui comporte au moins une unité de pilotage du moteur et une unité de contrôle de l'embrayage et de la transmission, du type dans lequel l'unité de pilotage du moteur est susceptible de réguler le couple du moteur en réponse à une consigne de couple formulée par un conducteur du véhicule et du type dans lequel l'unité de contrôle de l'embrayage et de la transmission est susceptible de contrôler le régime de rotation du moteur en commandant la pression de serrage de l'embrayage en émettant une consigne de pression de serrage d'embrayage à l'intention d'un élément hydraulique de modulation de la pression de l'embrayage et d'établir au moins un rapport de démultiplication de la transmission automatisée. Un tel procédé a pour principaux avantages d'optimiser le confort, la consommation et l'acoustique en positionnant le moteur sur ses points de fonctionnement optimaux. Dans ce but, l'invention propose un groupe moto- propulseur du type décrit précédemment, caractérisé en ce que l'unité de contrôle de l'embrayage et de la transmission comporte des moyens de modulation de la consigne de pression de serrage d'embrayage pour ajuster le régime réel de rotation du moteur à la valeur de la consigne de régime. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - l'unité de contrôle de l'embrayage et de la transmission reçoit des paramètres comportant notamment # une information de couple moteur émise par l'unité de pilotage du moteur représentative du couple qui sera réellement délivré par le moteur, # une information représentative du régime réel de rotation du moteur qui est émise par un premier capteur en amont de l'embrayage, et # une information représentative de la vitesse réelle de rotation d'un arbre d'entrée de la transmission automatisée, en aval de l'embrayage, en fonction desquels elle établit la consigne de pression de serrage d'embrayage et la consigne de régime moteur ; - l'unité de contrôle de l'embrayage et de la transmission comporte un premier module de calcul et de commande qui établit la consigne de régime moteur en fonction de la mesure du couple moteur et de la vitesse réelle de l'arbre d'entrée de la transmission, notamment de manière à contrôler les variations du régime de rotation du moteur et le glissement de l'embrayage ; - l'unité de contrôle de l'embrayage et de la transmission comporte un deuxième module de calcul qui détermine une première variable dérivée de couple, correspondant à la dérivée temporelle de la valeur de l'information couple moteur ; - l'unité de contrôle de l'embrayage et de la transmission comporte un troisième module de calcul qui détermine # une deuxième variable d'écart, correspondant à la différence entre la valeur de l'information du régime de rotation du moteur et la valeur de la consigne de régime moteur, et # une troisième variable dérivée d'écart, correspondant à la dérivée temporelle de la deuxième variable ; - l'unité de contrôle de l'embrayage et de la transmission comporte un quatrième module de calcul et de commande qui détermine la valeur de la consigne de pression d'embrayage en fonction de la consigne de couple moteur, de la première variable dérivée de couple, de la deuxième variable d'écart, et de la troisième variable dérivée d'écart ; - le quatrième module de calcul comporte # un module de comparaison, qui compare la valeur de la première variable dérivée de couple à un seuil déterminé, pour déterminer un premier mode de fonctionnement si la première variable dérivée de couple est inférieure au seuil déterminé et un second mode de fonctionnement si la seconde variable dérivée de couple est supérieure au seuil déterminé, # un module de régulation numérique qui est susceptible, dans le premier mode de fonctionnement, de fonctionner selon une loi à coefficients variables qui sont fonction de la deuxième variable d'écart et de la troisième variable dérivée d'écart pour établir la consigne de pression de pression d'embrayage et la transmettre à l'élément hydraulique de modulation de la pression de l'embrayage, et # un module d'apprentissage du comportement de l'embrayage et de l'élément hydraulique de modulation de la pression de l'embrayage qui est susceptible, dans le second mode de fonctionnement, d'associer une valeur déterminée de la consigne de pression d'embrayage à chaque valeur prise par l'information couple, à l'aide d'un modèle mathématique dont les paramètres sont obtenus par identification au cours du premier mode de fonctionnement de manière à minimiser l'écart entre la consigne de pression déterminée par le modèle mathématique et la consigne de pression déterminée par le module de régulation numérique, pour établir la consigne de pression de pression d'embrayage et la transmettre à l'élément hydraulique de modulation de la pression de l'embrayage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma d'un groupe motopropulseur comportant une unité de pilotage du moteur et une unité de contrôle de l'embrayage et de la transmission réalisées conformément à l'invention, - la figure 2 est un schéma de détail en perspective éclatée des différents modules de l'unité de contrôle de l'embrayage et de la transmission, et - la figure 3 est un schéma de détail du quatrième module de calcul de l'unité de contrôle de l'embrayage et de la transmission. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté à la figure 1 l'ensemble d'un groupe motopropulseur 10 de véhicule automobile. De manière connue, le groupe motopropulseur 10 comporte, d'amont en aval, un moteur thermique 12 commandé, qui est accouplé à un ensemble 14 de transmission commandée de couple qui comporte notamment un embrayage commandé 16 à friction, et une transmission automatisée 18 commandée qui est susceptible de transmettre un couple moteur à une roue 20 du véhicule. L'embrayage commandé 16 peut, à titre d'exemple et de façon non limitative de l'invention, être un embrayage multidisques à bain d'huile qui comporte une pluralité de disques qui sont entraînés par un arbre de sortie 34 du moteur thermique 12 et qui sont susceptibles d'être serrés par l'intermédiaire d'un vérin hydraulique commandé contre une pluralité de plateaux entraînant la transmission automatisée 18 par l'intermédiaire d'un arbre d'entrée 35 de la transmission 18. Le groupe motopropulseur 10 comporte au moins une unité 22 de pilotage du moteur et une unité 24 de contrôle de l'embrayage 16 et de la transmission 18. L'unité 22 de pilotage du moteur contrôle le moteur 12 par exemple par l'intermédiaire d'un ou plusieurs organes d'admission pilotés 26. En particulier, l'unité 22 est susceptible de réguler le couple du moteur 12 en réponse à une consigne de couple moteur CCM qui est formulée par un conducteur du véhicule, par exemple par l'intermédiaire d'une pédale d'accélérateur 28.L'unité 24 de contrôle de l'embrayage et de la transmission est susceptible de commander le serrage de l'embrayage 16 en émettant une consigne CPE de pression de serrage d'embrayage à l'intention d'un élément 30 hydraulique de modulation de la pression de l'embrayage 16 et d'établir au moins un rapport de démultiplication de la transmission 18 automatisée. Conformément à l'invention, l'unité 24 de contrôle de l'embrayage 16 et de la transmission 18 comporte des moyens de modulation de la consigne CPE de pression de serrage de l'embrayage 16 pour ajuster le régime réel de rotation du moteur 12 à la valeur de la consigne CRM de régime moteur. Cette consigne peut être par exemple déterminée de manière à assurer le filtrage des acyclismes générés par le moteur 12, tout en minimisant la puissance dissipée par glissement dans l'embrayage de couplage 16. A cet effet, l'unité 24 de contrôle de l'embrayage et de la transmission reçoit différents paramètres en provenance de l'ensemble du groupe motopropulseur 10, en fonction desquels elle établit la consigne CPE de pression de serrage d'embrayage et la consigne CRM de régime moteur. Ces paramètres comportent notamment - l'information CCM de couple moteur qui est émise par l'unité 22 de pilotage du moteur, - une information RM représentative du régime réel de rotation du moteur qui est émise par un premier capteur 32 qui est agencé sur un arbre d'entrée 34 en amont de l'embrayage 16, et - une information RT représentative de la vitesse réelle de rotation de l'arbre d'entrée 35 de la transmission automatisée, qui est émise par un capteur 36 agencé en aval de l'embrayage 16 sur l'arbre d'entrée 35 de la transmission. Le détail de fonctionnement de l'unité 24 de contrôle de l'embrayage et de la transmission est à présent décrit en référence à la figure 2. L'unité 24 comporte un premier module 38 de calcul et de commande qui établit la consigne CRM de régime moteur en fonction de l'information CCM de couple moteur et de la vitesse réelle RT de l'arbre 35 d'entrée de la transmission, notamment de manière à contrôler les variations du régime RM de rotation du moteur 12 et le glissement de l'embrayage 16, c'est à dire la différence entre le régime moteur et la vitesse RT de l'arbre d'entrée 35 de la transmission. L'unité 24 de contrôle de l'embrayage et de la transmission comporte un deuxième module 40 de calcul qui détermine une première variable OCCM dérivée de couple, correspondant à la dérivée temporelle de la valeur de l'information CCM de couple moteur OCCM = d(CCM)/dt L'unité 24 de contrôle de l'embrayage et de la transmission comporte un troisième module 42 de calcul qui détermine - une deuxième variable d'écart ERM, correspondant à la différence entre la valeur de l'information RM du régime de rotation du moteur et la valeur de la consigne CRM de régime moteur: ERM= RM-CRM - et une troisième variable dérivée d'écart oERM correspondant à la dérivée temporelle de la deuxième variable: oERM = d(ERM)/dt = d(RM-CRM)/dt Ces variables et informations sont émises à l'intention d'un quatrième module 44 de calcul et de commande qui détermine la valeur de la consigne CPE de pression d'embrayage et la transmet à l'élément hydraulique 30 de modulation de la pression de l'embrayage 16. Le quatrième module 44 de calcul et de commande reçoit donc directement de l'unité 22 de pilotage du moteur l'information CCM de couple moteur, du deuxième module 42, la première variable OCCM dérivée de couple, et du troisième module 42, la deuxième variable ERM d'écart et la troisième variable AERM dérivée d'écart. Le détail du fonctionnement du quatrième module 44 de calcul et de commande est décrit à présent en référence à la figure 3. Conformément à l'invention, le quatrième module de calcul comporte en premier lieu un module 46 de comparaison, qui compare la valeur absolue de la première variable OCCM dérivée de couple à un seuil S déterminé, pour déterminer un premier mode de fonctionnement M1 si la première variable OCCM dérivée de couple est inférieure au seuil S déterminé et un second mode M2 de fonctionnement si la première variable OCCM dérivée de couple est supérieure ,au seuil S déterminé. De la sorte, le module 46 de comparaison se comporte comme un interrupteur à deux positions qui détermine le fonctionnement du quatrième module 44 selon le mode de fonctionnement M1 ou M2. Le quatrième module 44 de calcul et de commande comporte aussi un module 48 de régulation numérique qui est susceptible, dans le premier mode M1 de fonctionnement, de fonctionner selon une loi à coefficients variables qui sont fonction de la deuxième variable d'écart ERM et de la troisième variable DERM dérivée d'écart pour établir la consigne CPE de pression d'embrayage et la transmettre à l'élément 30 hydraulique de modulation de la pression de l'embrayage. Un tel module de régulation numérique étant connu de l'état de la technique, il ne sera pas décrit plus explicitement dans la présente description. II est par exemple du type PID non linéaire, structure adaptée aux propriétés non linéaires de la friction de l'embrayage de couplage 16. De par sa construction, le module 48 de régulation numérique permet d'assurer un positionnement optimal du régime RM moteur à la valeur de consigne CRM tant que la première variable OCCM dérivée de couple est inférieure au seuil S, c'est à dire tant que le couple du moteur varie lentement. Le quatrième module 44 de calcul et de commande comporte enfin un module 50 d'apprentissage du comportement de l'embrayage 16 et de l'élément 30 hydraulique de modulation de la pression de l'embrayage qui est susceptible, dans le second mode M2 de fonctionnement, d'associer une valeur déterminée de la consigne de pression d'embrayage à chaque valeur prise par l'information CCM de couple, à l'aide d'un modèle mathématique M dont les paramètres sont obtenus par identification au cours du premier mode M1 de fonctionnement de manière à minimiser l'écart entre la consigne CPE de pression qui est déterminée par le modèle mathématique et la consigne CPE de pression déterminée par le module 48 de régulation numérique, pour établir la consigne CPE de pression de pression d'embrayage et la transmettre à l'élément 30 hydraulique de modulation de la pression de l'embrayage 16. En effet, si première variable ACCM dérivée de couple est supérieure au seuil S, cela signifie que le couple délivré par le moteur varie rapidement, et le module de régulation numérique 48 est impropre à garantir de façon satisfaisante le positionnement du régime RM à la valeur de consigne CRM. Dans ce cas, seul le calcul de la commande de pression CPE par le modèle mathématique M est à même de garantir un positionnement adéquat du régime moteur RM à la valeur de consigne CRM en assurant ainsi une dynamique de la pression de serrage de l'embrayage 16 corrélée avec celle du couple délivré par le moteur. Cette corrélation n'est possible que si l'information CCM délivré par l'unité de pilotage du moteur, est en avance temporelle par rapport au couple réellement délivré par le moteur. Pour permettre l'apprentissage du module 50, une liaison 52 permet par exemple au module 50 d'apprentissage de recevoir des informations du module 48 de régulation numérique pendant le premier mode M1 de fonctionnement, de manière à établir une corrélation appropriée des coefficients de son modèle mathématique M de manière à minimiser l'écart entre la prédiction du modèle et la consigne de pression. II sera compris que différents types de modèles mathématiques M peuvent être utilisés, qu'ils soient de type discret ou continu, sans modifier les caractéristiques et avantages de l'invention. . II sera compris également que le processus d'identification du modèle mathématique M est rendu nécessaire à cause des dispersions de fabrication, notamment du moteur 12, de l'embrayage de couplage 16 et de l'unité hydraulique de commande 30. L'invention permet donc d'ajuster de manière optimale le régime réel RM de rotation du moteur 12 à la valeur de la consigne CRM de régime moteur, généralement voisine du régime de rotation d'entrée de la transmission automatique, et ce quelles que soient les variations du couple délivré par le moteur. REVENDICATIONS 1. Groupe motopropulseur (10) de véhicule automobile, du type qui comporte, d'amont en aval, un moteur thermique (12) commandé, un embrayage (16) commandé à friction, et une transmission (18) automatisée commandée, du type qui comporte au moins une unité (22) de pilotage du moteur et une unité (24) de contrôle de l'embrayage et de la transmission, du type dans lequel l'unité (22) de pilotage du moteur est susceptible de réguler le couple du moteur (12) en réponse à une consigne de couple (CCM) formulée par un conducteur du véhicule et du type dans laquelle l'unité (24) de contrôle de l'embrayage et de la transmission est susceptible de contrôler le régime de rotation du moteur en commandant la pression de serrage de l'embrayage (16) en émettant une consigne (CPE) de pression de serrage d'embrayage à l'intention d'un élément hydraulique (30) de modulation de la pression de l'embrayage (16) et d'établir au moins un rapport de démultiplication de la transmission (16) automatisée, caractérisé en ce que l'unité (24) de contrôle de l'embrayage et de la transmission comporte des moyens de modulation de la consigne (CPE) de pression de serrage d'embrayage pour ajuster le régime réel de rotation du moteur (12) à la valeur de la consigne (CRM) de régime. 2. Groupe motopropulseur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'unité (24) de contrôle de l'embrayage et de la transmission reçoit des paramètres comportant notamment - une information (CCM) de couple moteur émise par l'unité (22) de pilotage du moteur, et représentative du couple qui sera réellement délivré par le moteur. - une information (RM) représentative du régime réel de rotation du moteur qui est émise par un premier capteur (32) en amont de l'embrayage (16), et - une information (RT) représentative de la vitesse réelle de rotation d'un arbre d'entrée (35) de la transmission automatisée, en aval de l'embrayage (16), en fonction desquels elle établit la consigne (CPE) de pression de serrage d'embrayage et la consigne (CRM) de régime moteur. 3. Groupe motopropulseur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'unité (24) de contrôle de l'embrayage et de la transmission comporte un premier module (38) de calcul et de commande qui établit la consigne (CRM) de régime moteur en fonction de l'information (CCM) de couple moteur et de la vitesse réelle (RT) de l'arbre d'entrée (35) de la transmission, notamment de manière à contrôler les variations du régime (RM) de rotation du moteur (12) et le glissement de l'embrayage (16). 4. Groupe motopropulseur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'unité (24) de contrôle de l'embrayage et de la transmission comporte un deuxième module (40) de calcul qui détermine une première variable dérivée (4CCM) de couple, correspondant à la dérivée temporelle de l'information (CCM) de couple moteur. 5. Groupe motopropulseur (10) selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'unité (24) de contrôle de l'embrayage et de la transmission comporte un troisième module (42) de calcul qui détermine - une deuxième variable d'écart (ERM), correspondant à la différence entre la valeur de l'information (RM) du régime de rotation du moteur et la valeur de la consigne (CRM) de régime moteur, et - une troisième variable dérivée d'écart (AERM), correspondant à la dérivée temporelle de la deuxième variable (ERM). 6. Groupe motopropulseur (10) selon les revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'unité (24) de contrôle de l'embrayage et de la transmission comporte un quatrième module (44) de calcul et de commande qui détermine la valeur de la consigne (CPE) de pression d'embrayage en fonction de l'information (CCM) de couple moteur, de la première variable (ACCM) dérivée de couple, de la deuxième variable d'écart (ERM), et de la troisième variable dérivée d'écart (DERM). 7. Groupe motopropulseur (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le quatrième module (44) de calcul comporte - un module (46) de comparaison, qui compare la valeur de la première variable dérivée de couple (ACCM) à un seuil (S) déterminé, pour déterminer un premier mode (M1) de fonctionnement si la première variable dérivée de couple (ACCM) est inférieure au seuil (S) déterminé et un second mode de fonctionnement si la première variable dérivée de couple (ACCM) est supérieure au seuil (S) déterminé, - un module (48) de régulation numérique qui est susceptible, dans le premier mode (M1) de fonctionnement, de fonctionner selon une loi à coefficients variables qui sont fonction de la deuxième variable d'écart (ERM) et de la troisième variable dérivée d'écart (oERM) pour établir la consigne (CPE) de pression de pression d'embrayage et la transmettre à l'élément (30) hydraulique de modulation de la pression de l'embrayage (16), et - un module d'apprentissage (50) du comportement de l'embrayage (16) et de l'élément (30) hydraulique de modulation de la pression de l'embrayage (16) qui est susceptible, dans le second mode (M2) de fonctionnement, d'associer une valeur déterminée de la consigne (CPE) de pression d'embrayage à chaque valeur prise par l'information (CCM) de couple, à l'aide d'un modèle mathématique (M) dont les paramètres sont obtenus par identification au cours du premier mode (M1) de fonctionnement de manière à minimiser l'écart entre la consigne de pression (CPE) déterminée par le modèle mathématique (M) et la consigne de pression (CPE) déterminée par le module (48) de régulation numérique, pour établir la consigne (CPE) de pression de pression d'embrayage et la transmettre à l'élément (30) hydraulique de modulation de la pression de l'embrayage (16).