Brevet FR2830216A1 — publié le 20030404

s La présente invention concerne un procédé et des moyens pour mettre en _uvre une unité d'entraînement d'un véhicule. Etat de la technique L'invention concerne un pro cédé de mi se en _uvre d 'une s unité d'entraînement d'un véhicule selon lequel, suivant la position d'un élément de man_uvre actionné par le conducteur et la vitesse du véhi- cule, on forme une valeur de consigne pour commander l'unité d'entraînement. Elle concerne également un dispositif pour la mise en _u o vre d'une unité d'entraînement d'un véhicule comprenant une unité de commande qui détermine une grandeur représentant la position de la pé- dale d'accélérateur et une grandeur de la vitesse du véhicule, et qui forme une valeur de consigne en fonction de ces grandeurs, l'unité d'entraînement étant commandée par cette valeur de consigne. Dans le cadre de systèmes de commande électronique ser vant à la mise en _uvre d'unités d'entraînement de véhicules, on saisit la demande du conducteur pour le déplacement longitudinal du véhicule. Cette demande du conducteur est déduite ainsi principalement du dogré d'actionnement d'un élément de man_uvre actionné par le conducteur, par exemple la pédale d'accélérateur. Pour cela, différentes solutions sont proposées dans l'état de la technique. Ainsi, selon le document DE 196 19 324 A1, il est par exemple connu de déterminer une valeur de consigne du couple interne d'un moteur à combustion interne en faisant une interpolation pour le si gnal représentant la pédale d'accélérateur entre une valeur maximale va- riable et une valeur minimale variable. Le résultat est ainsi une demande relative de couple sur la base du couple interne, c'est-à-dire du couple gé- néré par les opérations de combustion du moteur à combustion interne. En fonction de la demande de couple on règle alors le couple du moteur, notamment en commandant son volet d'étranglement. Le document DE-A-196 44 881 décrit une autre solution. Selon ce document, la demande du conducteur n'est pas transformoe en couple interne du moteur à combustion interne mais en couple d'entraînement des roues. On forme un couple d'entraînement de roue de consigne à partir d'un signal représentant la position de la pédale d'accélérateur par interpolation de ce signal entre une valeur maximale et une valeur minimale du couple d'entraînement de roue. Ces valeurs dé- pendant chacune de grandeurs de fonctionnement. Le résultat est une demande relative de couple d'entraînement de roue par le conducteur. Le conducteur détermine directement le mouvement du véhicule par la pé dale d'accélérateur, indépendamment du régime instantané du moteur, du rapport de vitesses utilisé et des éventuels accessoires branchés. s En outre, selon le document DE-A-42 10 956, il est connu de déterminer une valeur de consigne du couple de sortie ou une valeur de consigne du couple d'entrainement de roue en fonction d'un signal repré sentant l'actionnement de la pédale d'accélérateur ainsi que de la vitesse de rotation de sortie ou de la vitesse de déplacement du véhicule. o Dans le premier état de la technique évoqué ci-dessus, on forme la demande du conducteur en fonction de la vitesse de rotation et de la position de la pédale d'accélérateur. Les donnces du champ de ca ractéristiques ainsi utilisces sorit choisies de façon que pour une position constante de la pédale d'accélérateur, le couple demandé augmente en s fonction de la vitesse de rotation. Cette progression dans le champ de ca ractéristiques correspond au comportement d'un moteur avec un volet d'étranglement actionné mécaniquement car alors, pour une position constante du volet d'étranglement et une position de la pédale d'accélérateur, l'alimentation et ainsi le couple moteur augmentent (effet o de stabilisation automatique) alors que le régime diminue. Cette augmen tation automatique du couple soutient le démarrage en s'opposant au ca lage du moteur. Cet effet du couple croissant en fonction inverse de la vi tesse de rotation et pour une position constante de la pédale s d'accélérateur disparait lorsque la demande du conducteur correspond au couple d'entrainement de roue, en particulier en fonction de la position de la pédale d'accélérateur et de la vitesse de déplacement du véhicule. Cela résulte du fait qu 'au démarrage, c'est-à-dire lorsque le véhicule est à l'arrét, la vitesse de déplacement du véhicule est nulle, indépendamment du régime du moteur. Cela signifie que lorsqu'on embraye une charge, la diminu - tion de la vitesse de rotation doit étre compensoe par le conducteur de manière active par l'actionnement de la pédale d'accélérateur. Il doit ré guler d'une manière très fine le régime par la pédale d'accélérateur et le 3s système n'est pas assisté par la stabilisation propre décrite cidessus. C'est pourquoi, en particulier en phase de démarrage, cela peut facilement se traduire par un excès de compensation vers le haut ou vers le bas, qui dans un cas extrême, se traduit par le calage du moteur ou, dans l'autre cas, par un démarrage avec patinage des roues. Avantages de l'invention La présente invention a pour but de remédier à ces in convénients et concerne à cet effet un procédé du type défini cidessus, caractérisé en ce que dans au moins un état de fonctionnement prédéter- miné, on forme la valeur de consigne en fonction d'une grandeur dépen- dant du régime moteur à la place de la vitesse de déplacement du véhicule. o Avantageusement, la grandeur dépendant du régime du moteur est une vitesse calculée et l'état de fonctionnement est la phase de démarrage du véhicule. En tenant compte du régime du moteur pendant la phase de démarrage et dans la formation de la demande du conducteur comme t5 couple d'entraînement de roue, comme couple de sortie du moteur ou comme couple de sortie de transmission, on réalise un effet de stabilisa- tion propre. Lorsque la vitesse de rotation du moteur diminue, le couple demandé augmente, ce qui soutient la phase de démarrage, évitant le ca- lage du moteur ou un démarrage avec un fort patinage car le conducteur o n'a pas à compenser l'augmentation de la charge appliquée au moteur par un actionnement tout en finesse de la pédale d'accélérateur. De préférence on prévoit un champ de caractéristiques contenant les valeurs demandées du couple, que l'on obtient en sortie de l'unité d'entraînement, ces valeurs étant enregistrces en fonction de l'angle s de la pédale d'accélérateur et de la vitesse de déplacement du véhicule. En outre selon l'invention, les valeurs de couple demandées sont le couple d'entraînement de roue, demandé, le couple de sortie de transmission, demandé, ou le couple de sortie de moteur, demandé, que l'on convertit en tenant compte des conditions de transmission en un couple de consigne so de l'unité d'entraînement et en fonction de celui- ci on règle les paramètres de puissance de l'unité d'entraînement. Il est particulièrement avantageux, si pendant la phase de démarrage, à la place de la vitesse du véhicule pour déterminer la de- mande du conducteur, on utilise une vitesse calculée du véhicule qui se :5 détermine en fonction du régime actuel du moteur et du rapport de dé- multiplication donné. Ainsi, il suffit de faibles variations d'informations du couple demandé par le conducteur. La vitesse calculée correspond à la vitesse qu'il y aurait eue pour le régime moteur actuel avec un embrayage fermé sans effet de patinage. Cette vitesse diminue avec la diminution de la vite s se de rotation du moteur aboutissant de manière avantageu se à effet d'autostabilisation. D'une manière particulièrement avantageuse, on commute s de la vitesse mesurée du véhicule sur la vitesse calculée du véhicule si la vitesse du véhicule est inférieure à une valeur minimale prédétermince. Le passage de la vitesse mesurce à la vitesse calculée se fait de manière confortable par la conception de la transition, par exemple par la régula tion de la différence entre les deux vitesses et/ou une transition lorsque o les vitesses sont identiques. Le passage dans l'autre direction se fait de préférence en fonction de la vitesse du véhicule, par exemple lorsque le véhicule est à l'arrét (la vitesse du véhicule est alors nulle) . Par exemple la différence entre la vitesse calculée du véhicule et sa vitesse mesurce est régulée sur la valeur O par manipulation de la vitesse calculée, la com is mande se produisant en quittant le mode d'entrainement au démarrage. Globalement, le conducteur est ainsi assisté dans la phase de démarrage et l'invention permet un dosage en finesse du couple mo teur. Dans le dispositif prévu selon l'invention, l'unité de com o mande comprend des moyens utilisant pour déterminer la valeur de consigne au moins dans un état de fonctionnement une grandeur dépen dant du régime à la place de la vitesse mesurce. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus s dé taillée à l 'aide de mode s de réalisation repré senté s dans le s de ssin s an nexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue d'ensemble d'une installation de commande d'une unité d'entrainement d'un véhicule, - la figure 2 montre un ordinogramme pour déterminer la demande du conducteur. Description des exemples de réalisation La figure 1 montre une unité de commande électronique 10 comportant au moins un micro-ordinateur 12 ainsi que des circuits d'entrce 14 et de sortie 16. Les cTrcuits d'entrce 14, le micro-ordinateur 12 s et les circuits de sortie 16 sont reliés par un système de communication 18 pour l'échange de données. Le cTrcuit d'entrce 14 reçoit différentes li gnes d 'entrce venant de différentes installations de me sure, éléments d'actionnement, etc.... Les lignes de sortie reliées à l'unité de commande par les circuits de sortie 16 influencent les paramètres de puissance de l'unité d'entraînement. Dans un exemple de réalisation prétérentiel, l'unité d'entraînement est un moteur à combustion interne. s Une première ligne de sortie 20 est relice à un volet d'étranglement 22 à commande électrique pour influencer l'alimentation en air du moteur à combustion interne. Par d'autres lignes de sortie 24 et 26, l'unité de commande 10 influence l'instant de l'allumage et le dosage du carburant. o Une première ligne d'entrce 28 relie l'unité de commande 10 à une installation de me sure 30 pour saisir la vite sse de rotation du mo teur (régime du moteur). Une ligne d'entrée 32 relie une installation de mesure 34 à l'unité de commande 1. Cette installation de mesure est relice par une liaison mécanique 36 à un élément de man_uvre 38 actionné par le conducteur, par exemple une pédale d'accélérateur. Une autre ligne d'entrce 40 relie l'unité de commande 10 à une installation de mesure 42 pour saisir la vitesse du véhicule ou la vitesse de rotation de sortie de la ligne de transmission. Pour saisir le rapport de transmission dans la ligne de transmission, dans l'exemple d'une boîte de vitesses automatique on a o prévu une ligne d'entrée 44 reliant l'unité de commande 10 à une unité de commande 46 pour commander la boîte de vitesses. Une liaison fournit à l'unité de commande 10 une information donnant le rapport de démulti plication actuel de la ligne de transmission. Dans d'autres exemples de réalisation, il n'y a pas cette liai son mais une liaison avec la boîte de vitesses manuelle; le rapport de dé multiplication se détermine alors en comparant le régime moteur à la vitesse de déplacement du véhicule ou la vitesse de rotation de sortie de boîte de vitesses. D'autres lignes d'entrce 56-58 relient l'unité de com mande 10 à des installations de mesure 60-62 fournissant d'autres para mètres de fonctionnement du moteur à combustion interne et/ ou du véhicule tels que la température du moteur, la composition des gaz d'échappement, la tension de la batterie, la charge du moteur, des infor mations d'état concernant l'état de fonctionnement instantané des consommateurs accessoires tels que l'installation de climatisation, la di rection assistée, etc Selon un exemple de réalisation préférentiel, la solution présentée ci-après est appliquce à un moteur à combustion interne. Mais la solution décrite s'applique avec des avantages correspondants à la fois à des moteurs à essence et des moteurs Diesel ou dans des concepts d'entraînements alternatifs, par exemple des entrainement par moteurs électriques. Selon l'exemple de réalisation préférentiel, l'unité de com s mande électronique 10, constituce par le micro-ordinateur 12, avec les programmes en fonction du dogré d'actionnement de l'élément de man_u- vre 38, forme un couple demandé par le conducteur qui sert de valeur de consigne pour le couple que doit fournir l'unité d'entrainement ou la ligne de transmission et ce couple s'obtient par la commande des paramètres de o puissance de l'unité d'entraînement. Dans d'autres exemples de réalisa- tion il n'y a pas de couple demandé par le conducteur mais une puissance demandée par le conducteur ou une autre grandeur de sortie de l'unité d'entraînement comme valeur de consigne appelée dans ce qui suit moyen de man_uvre. Pour former la demande du conducteur, dans l'exemple de réalisation préférentiel, s'agissant du couple demandé au niveau des roues, du couple de sortie de transmission du véhicule ou du couple de sortie de boîte de vitesses, on a prédéfini un champ de caractéristiques; o en fonction d'un signal représentant la position de la pédale d'accélérateur et d'un signal de vitesse du véhicule on détermine la demande du conducteur. Le champ de caractéristiques est fixé dans le cadre de l'application du système de commande. Pendant la phase de démarrage, lorsque la vitesse du véhicule est par exemple nulle ou voisine d'une vi tesse nulle, on modifie en continu l'adressage de ce champ de caractéristi- ques pour ne pas utiliser la vitesse instantance, mesurce, mais une grandeur de la vitesse dépendant de la vitesse de rotation de l'unité d'entraînement. Cette grandeur représente notamment une vitesse calcu- lée formoe en fonction du régime moteur actuel et de la démultiplication entre le moteur et la roue (VFZrech = Nmot*U. Cette vitesse correspond ainsi à la vitesse que l'on aurait si le véhicule circulait avec le régime moteur instantané et l'embrayage com- plètement embrayé sans patinage. Dans le cas d'une boîte de vitesses au- tomatique, on détermine la vitesse du véhicule à partir de la vitesse de rotation de la pompe et de la démultiplication mécanique. On ne tient pas compte dans ce cas des rapports de démultiplication d'un convertisseur. Dans d'autres réalisations on tient également compte de ce rapport de démultiplication. Grâce à ce moyen, pendant la phase de démarrage, on a un effet de stabilisation propre car lorsque la vitesse de rotation du moteur diminue, la vitesse calculée diminue et en conséquence la demande du conducteur (couple de consigne demandé) augmente. Cela résulte du fait s que le champ de caractéristiques des demandes du conducteur présente, indépendamment du calcul de la vitesse du véhicule, toujours un gradient né gatif, c 'est- à- dire que la demande du conducteur (couple) augmente lorsque la vitesse diminue (pour une position constante de la pédale d'accélérateur). Cela permet de régler de façon constante un point de to fonctionnement déterminé. Ainsi, pendant la phase de démarrage, l'adressage du champ de caractéristiques des demandes du conducteur se fait à l'aide d'une autre grandeur. Le passage se fait selon l'exemple de ré alisation préférentiel en fonction de la vitesse; l'adressage du champ de caractéristiques pour une vitesse du véhicule se fait en fonction de la vi tesse de rotation en dessous d'une vitesse minimale et au-dessus elle se fait en fonction de la vitesse de déplacement. Dans le cas le plus simple, le passage se fait par commutation du signal correspondant au dépassement d'un seuil. Cette solution est améliorce par des moyens de lissage de la transition. Dans un exemple de réalisation prétérentiel, on passe alors de l'adressage dépendant de la vitesse de rotation à l'adressage dépendant de la vitesse de déplacement, si la vitesse calculée et la vitesse instantanée sont identiques dans les limites de tolérances donnces. Dans un autre exemple de réalisation on forme la différence entre la vitesse calculée et la 2s vitesse mesurée du véhicule pour lisser la transition. Cette différence est alors réduite à zéro par manipulation de la vitesse calculée avec un coeffi cient dépendant du temps puis on commute. Le passage entre la vitesse mesurée et la vitesse calculée est conçu de façon correspondante. Lorsqu'on atteint un point de transition o (par exemple lors du dépassement vers le bas d'un seuil de vitesse) on ré alise, par un coefficient corrigeant la vitesse calculée, l'égalité entre les deux grandeurs. Le coeffcient est alors réduit à zéro par une fonction du temps. Les effets de la procédure décrite ci-dessus sont les sui s vants: par l'adressage du champ de caractéristiques des demandes du conducteur en fonction de la vitesse du véhicule on obtient que pour diffé rentes vitesses du véhicule le couple réglé du moteur ne dépend que de la position de la pédale d'accélérateur et non pas de la vitesse de rotation actuelle. Cela signifie que pour différents rapports de vitesses ou des charges extérieures, il n'y a pas de changement du couple. Pendant la phase de démarrage, le véhicule étant immobile et les charges externes étant différentes, le couple de l'unité d'entraînement dépend toutefois de la s vitesse de rotation si un angle constant est prédéterminé pour la pédale d'accélérateur. Dans le cadre du mode de réalisation prétérentiel on a pré- senté ci-dessus une commutation des signaux pendant la phase de dé- marrage. On peut également appliquer une procédure correspondante si o dans d'autres états de fonctionnement, il est avantageux d'avoir une sta- bilisation propre du système en fonction de la vitesse de rotation du mo- teur. De même, on a les avantages en prédéfinissant une autre grandeur physique que le couple d'entraînement de roue, demandé, par exemple une puissance ou une vitesse de rotation (régime). s Dans l'exemple de réalisation préférentiel on réalise la pro cédure sous la forme d'un programme pour le micro-ordinateur 12 de l'unité de commande 10. Un exemple d'un tel programme, objet de l'invention, est esquissé par l'ordinogramme de la figure 2. Les différents blocs de cet ordinogramme représentent des o programmes, des parties de programmes ou des étapes de programmes; les lignes de liaison représentent le flux des informations. I1 est prévu un champ de caractéristiques des demandes du conducteur 100 contenant les valeurs d'un couple d'entraînement de roue, demandé MradcOns suivant l'angle de la pédale d'accélérateur et de la vi s tesse VFZ du véhicule. Ces deux grandeurs sont appliquces au champ de caractéristiques et en fonction de ces deux grandeurs on en extrait le cou- ple demandé. Celui-ci est alors appliqué à un étage de correction 102 qui le transforme en une valeur de consigne du couple de sortie du moteur à combustion interne en un couple fourni par le moteur à combustion in terne (MKUPcons) en fonction des rapports de démultiplication actuels de la ligne de transmission; ce rapport a été obtenu dans l'étape 104. La valeur de consigne du couple de l'embrayage est combince dans un premier étage de correction 106 à un couple moteur minimum (MmiIl) calculé dans l'étape 107; on détermine de cette manière la demande du conducteur sous la forme du couple moteur interne MIcons. Le couple moteur interne corres- pond au couple fourni par la combustion en tenant compte du couple de sortie à régler ainsi que du couple demandé au moteur pour vaincre les pertes internes et entraîner les accessoires. De façon connue, dans l'étape 108, on convertit ce couple moteur de consigne, interne, en signaux d'actionnement pour régler l'alimentation en air, le dosage du carburant et/ou l'angle d'allumage. Il est également connu selon l'état de la technique de former s le couple moteur minimum Mmn. Cela correspond pour l'essentiel, au dessus d'un angle prédéterminé de la pédale d'accélérateur, au couple de perte, c'està-dire au couple que le moteur à combustion interne doit dé passer pour les pertes internes et pour l'entraînement des accessoires qui ne participent pas à la propulsion. En dessous d'un angle de la pédale lO d'accélérateur, le couple moteur minimum correspond à ce couple de perte, réduit selon un coefficient d'échelle, pour permettre la coupure de l'alimentation en carburant aux vitesses de rotation élevoes. Pour améliorer le comportement au démarrage il est prévu selon la description ci-dessus, un moyen de commutation 110 qui com i5 mute entre la vite s se de déplacement me surce du véhicule VFZ et une vi tesse de véhicule calculée VFZc. La condition de commutation est formoe dans le point 112 en fonction de la vitesse mesurce du véhicule et/ou de la vitesse calculée. Pour calculer la vitesse du véhicule, dans l'étape 114 on exploite le régime moteur Nmot ainsi que le rapport de transmission o de la ligne de transmission obtenu dans l'étape 104. Par des calculs ap propriés on détermine dans l'étape 114, une vitesse calculée du véhicule VFZc qui dépend du régime du moteur. Lorsqu'on détecte une situation de démarrage, par exemple si la vitesse mesurce du véhicule VFZ est infé rieure à une valeur minimale, on commute le moyen de commutation 110 dans la position représentée en pointillés et on utilise la vitesse calculée dans le champ de caractéristiques 100 pour déterminer le couple d'entraînement de roue, demandé. Si la vitesse rcelle dépasse un seuil prédéterminé, dans l'exemple le plus simple on fait commuter en retour l'élément de commutation 110 dans la position représentée en trait plein. Dans d'autres exemples de réalisation, dans l'étape 112 on forme la différence entre la vitesse mesurce et la vitesse calculée du véhi cule et ce n'est qu'en cas de concordance dans le cadre des tolérances que l'on commute ces deux valeurs. Si dans un exemple de réalisation il est prévu une fin de commande de cette différence comme indiqué ci-dessus, cette opération est également effectuce comme dans l'étape 112 et on ma nipule de manière correspondante la vitesse calculée (trait en pointillé). R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Procédé de mise en _uvre d'une unité d'entraînement d'un véhicule selon lequel, suivant la position d'un élément de man_uvre actionné par le conducteur et la vitesse du véhicule, on forme une valeur de consigne s pour commander l'unité d'entraînement, caractérisé en ce que dans au moins un état de fonctionnement prédéterminé, on forme la va leur de consigne en fonction d'une grandeur dépendant du régime moteur à la place de la vitesse de déplacement du véhicule. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur dépendant du régime du moteur est une vitesse calculée. S 3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'état de fonctionnement est la phase de démarrage du véhicule. 4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé par un champ de caractéristiques contenant les valeurs demandées du couple, que l'on obtient en sortie de l'unité d'entrainement, ces valeurs étant enre- gistrces en fonction de l'angle de la pédale d'accélérateur et de la vitesse de déplacement du véhicule. 2s ) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les valeurs de couple demandées sont le couple d'entraînement de roue, demandé, le couple de sortie de transmission, demandé, ou le couple de o sortie de moteur, demandé, que l'on convertit en tenant compte des conditions de transmission en un couple de consigne de l'unité d'entraînement et en fonction de celui-ci on règle les paramètres de puis- sance de l'unité d'entraînement. 3s 6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on calcule la vitesse de déplacement du véhicule en fonction du régime moteur et du rapport de transmission de la ligne de transmission. 7Q) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on commute de la vitesse mesurce du véhicule sur la vitesse calculée du véhicule si la vitesse du véhicule est inférieure à une valeur minimale pré s détermince. 8 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on commute de la vitesse calculée du véhicule sur sa vitesse mesurée si la o vitesse du véhicule dépasse un seuil ou si la différence entre la vitesse du véhicule et sa vitesse calculée est pratiquement nulle. 9 ) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que is la différence entre la vitesse calculée du véhicule et sa vitesse mesurce est régulée sur la valeur O par manipulation de la vitesse calculée, la com- mande se produisant en quittant le mode d'entraînement au démarrage. ) Dispositif pour la mise en _uvre d'une unité d'entraînement d'un vé hicule comprenant une unité de commande qui détermine une grandeur représentant la position de la pédale d'accélérateur et une grandeur de la vitesse du véhicule, et qui forme une valeur de consigne en fonction de ces grandeurs, l'unité d'entraînement étant commandée par cette valeur de consigne, 2s caractérisé en ce que l'unité de commande comprend des moyens utilisant pour déterminer la valeur de consigne au moins dans un état de fonctionnement une gran- deur dépendant du régime à la place de la vitesse mesurce.